Устройство для измерения электрических параметров кварцевых резонаторов

(51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ В 29 22 ТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 - 2. (21) 4752641/21измерения динамического сопротивления и (22) 23.10.89 частоты последовательного резонанса квар- (46) 07,10,92. Бюл. М 37: "-цевых резонаторов. Цель изобретения - по- (71) Душанбинский филиал Научно-исследо- вышение точности измерения вательского института "Фонон" динамического сопротивления кварцевого (72) В.А.полюхин, А.Ф.котов. О.В.1 1 окиды- резонатора - достигнута за-счет того, что шев и А,Н,Солдатенков:благодаря введеййю в устройство источни- (56) Авторское свидетельство СССР: . ка 8 постоянного. опорного напряжения, об%684470;кл,601829/22,1974.:разцового резистора 9 и вольтметра 10Авторское свидетельство СССР .постоянного тока, осуществляется непосЬ, 1707575, кл. О 01 Й 29/22, 1990,:.-:; . редственное измерение сопротивления уп- (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИ)1 равляемого резистора 6, которое ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КВдРЦЕ-; автрматически устанавливается равйым ди- ВЫХ РЕЗОНАТОРОВ:. ,. намическому сопротивлению кварцевого (57) Изобретение относится к измеритель-"реаонатора. 1 ил.ной технике и может быть использовано дляИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмеренил динамического сопротивления ичастоты последовательного резонансакварцевых резонаторов,Цель изобретения - повышение точности измерения динамического сопротивления кварцевого резонатора.Структурнал схема устройства приведена на чертеже.Устройство содержит инвертирующийусилитель 1, инвертирующий избиратель, ный усилитель 2, измеряемый кварцевый ре:зонатор 3, амплитудный детектор 4,усилитель 5 постоянного тока, управляемый.резистор 6, фильтр 7 нижних частот, источник 8 постоянного опорного напряжения,образцовый резистор 9 и вольтметр 10 постоянного тока,Устройство работает следующим обра:.Зом.Кварцевый резистор 3 включен в цепьположительной обратной связи последовательно соединенных инвертирующега уси-лителя 1 и инвертирующего избирательногоусилителя 2 и воэбукдается на частоте последовательного резонанса. Система автоматической регулировки усиления,.состоящая из амплитудного детектора 4,усилителя 5 постоянного тока и управляемого резистора 6, поддеркивает на выходеинвертирующего усилителя 1 переменноенапряжение возникших синусоидальных колебаний на постоянном уровне. Инвертирующий избирательный усилитель 2 спостоянным коэффициентом передачи поддеркивается на своем выходе, а значит, и накварцевом резонаторе 3 стабильную амплитуду переменного напряжения,Общий коэффициент усиления в замкнутой цепи положительной обратной связиавтогенератора становится равным единице иэ условия баланса амплитуд, Пусть коэффициент усиления усилителя 2 равенединице. Тогда единице равен и коэффициент усиления операционного усилителя, образованного усилителем 1, резистором 6 идинамическим сопротивлением кварцевогорезонатора 3:Овых ВУР1 Ах Вди"где Яур - сопротивление электронно-управляемого резистора 6, стоящее в обратнойсвязи усилителя 1;Ядин - динамическое сопротивлениекварцевого резонатора 3, следовательно,можно записать Ядин = Яур.Это значит, что сопротивление управляемого резистора 6, стоящее в обратной свл 20 25 Так как ОвхИор =сопэт = 12 величина постоянная, а Вдин = Я, р, то можно записать,50 51015 30 35 40 зи инвертирующего усилителя 1, устанавливается автоматической регулировкой усиленил в работающем устройстве равным динамическому сопротивлению кварцевого резонатора 3,Для измерения динамического сопротивления кварцевого резонатора 3 достаточно измерить сопротивление электронно-управляемого резистора 6. С этой целью в схему введены источник 8 постоянного опорного напряжения и образцовый резистор 9, которые образуют источник. тока. По постоянному току коэффициент передачи неинвертирующего операционного усилителя 1 определяетсяКп= - =Овых Вур(1)Овх Воргде Яор - сопротивление образцового резистора 9. Из формулы 1)ЙчоОвых = -ОвхВоргде Овх напряжение источника 8 опорногонапряжения.Овых = -и Вдин,т.е. постоянная составляющая выходного напряжения инвертирующего операционного усилителя 1 прямо пропорциональна динамическому сопротивлению кварцевого резонатора 3, Это напряжение измеряется вольтметром 10, С целью уменьшения влияния переменного напряжения напоказания вольтметра использован фильтр 7 нижних частот, Подключив к выходу усилителя 1 или 2 частотомер, можно измерить частоту последовательного резонанса кварцевого резонатора 3. Точность измерения динамического сопротивления кварцевого резонатора йо сравнению с прототипом в несколько раз, поскольку благодаря оверению источника 8 постоянного опорного напрлжения, образцового резистора 9 и вольтметра 10 постоянного тока осуществллетсл непосредственное измерение сопротивления управляемого резистора 6, которое автоматически устанавливается равным измеряемому сопротивлению Вхв,Формула изобретения Устройство длл измерения электрических параметров кварцевых резонаторов, содержащее последовательно соединенные инвертирующий усилитель и инвертирующий избирательный усилитель, управляемый резистор, включенный между входом и выходом инвертирующего усилителя. последовательно соединенные амплитудный детектор и усилитель постоянного тока, при1767454 Составитель В,МаксименкоТехред М.Моргентал КорректорН.Бучок Редактор,Заказ 3547 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 этом вход амплитудного детектора соединен с выходом инвертирующего усилителя, выход усилителя постоянного тока соединен с управляющим входом управляемого резистора, а исследуемый кварцевый резонатор включен между входом инвертирующего усилителя и выходом инвертирующего избирательного усилителя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что с целью повышения точности измерения, в него введен источник постоянного опорного напряжения, через образцовый резистор подключенный к входу инвертирующего усилителя, а также после довательно соединенные фильтр нижних . частот и вольтметр постоянного тока, причем вход фильтра нижних частот подключен к выходу первого инвертирующего усилителя,