Измеритель параметров кварцевых резонаторов

О СА ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик. Сз 01 Р 27/00 Госуяарствеииый комитет СССР по аелам изобретеиий И открытий. дата опубликования описания 180430(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВме того в устройство входит генератор низкой частоты, один выход которого соединен с входом управления частотой генератора, а другой - с вторым входом фазового детектора, В основе работы прибора лежит частотная модуляция частоты генератора, преобразование его на кварцевом резонаторе в амплитудную модуляцию и индикация фазы огибающей амплитудно-модулированного сигнала.Недостатком известногоизмерителя параметров кварцевых резонаторов является недостаточная точность измерения, обусловленная тем, что схема обеспечивает измерение частоты экстремума модуля инпеданса динамической ветви, в то время как необходимо измерять резонансную частоту динамической ветви, то есть частоту, на которой импеданс динамической ветви имеет нулевую фазу, Между этими характерными частотами есть существенная разница (на частотах порядка 100 МГц), что и определяет погрешность взмерения. При несимметричной кривой модуля импе- данса динамической ветви результат 30измерения зависит от величины девиИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может бытьиспользовано при разработке и производстве кварцевых резонаторов,Известно устройство, содержащееэлектронно-управляемый генератор,четырехполюсник, амплитудный детектор, пороговое устройство, триггери индикатор 11) еУстройство обеспечивает измерение частоты экстремума динамическойветви кварцевого резонатора, Частота экстремума менее предпочтительнав метрологическом отношении, Крометого, мало быстродействие измерительного прибора, ограничиваемоепостоянной времени кварцевого резонатора,Наиболее близким техническим решениемк иэобретению является измеритель параметров кварцевых резонаторов (2), содержащий каскадно .соединенные электронно-управляемый генератор, четырехполюсник с измеряемым кварцевым резонатором, амплитуд.ный детектор, усилитель низкой частоты, фазовый детектор и интегратор,выход которого подключен к входууправления частотой генератора.Кро 1728091 .,ации частоты, что вносит дополнительную погрешность;-":: -:Кроме того известное устройство " "имеетмалое быстродействие и плохую устойчивость систеьы автоматической подстройки частоты, Это обусловлено тем, что период должен бытьбольше- постоянной времени измеряемого- кварцевого-резонатора,"в "связи с чем частота модулирующего сиг йала не может превышать 100 Гц.Дляфильтрации такой частоты необходимыфильтры с большой постояннойвремени, что снижает быстродействие и " способность отрабатывать помехи."Как правило, такие приборы для резонаторов с большой добротностьюИмеют паразитное возбуждение начастоте, в несколько раз меньшейчастоты модуляции нследствие чегосистема автоматической подстройкичастоты поддерживает среднюю частотугенератора в стороне от экстремума, что вызыВает дополнительную погрешность измерения. По экспериментальным данный диапазон частотйрйборов по этой схеме ограниченснизу величиной порядка 10 МГц,Целью изобретения является йоны- " шение точйости измерения,Цель достигается тем, что в измеритель параметров кварцевых резонаторов, содержащих последовательносоединенные электронно-управляемыйгенератор гармонических сигналон,че-" тарехполюсни-к с измеряемым "кварцевым резонатором, амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, фазоный детектор, выход которого соединен с входом управления частотойэлектронно-управляемого генераторагармонических сигналов а также модулирующий генератор прямоугольйыхсигналов, выход которого соединенс входом фазовогодетектбРЙ "ЪЗе-"ден блок электронного управленияреактйвным элемейтом четырехполюсника, вход которого подключен квторому выходу модулирующего генератора, а выход - к второму входучетырехполюсника, -"Йа чертеже представлена структурная схема измерителя параметровкварцевых резонаторов, содержащегоэлектронно-управляеьый генератор,1 гармонических сигйалов,сигналкоторого поступает" йа"Четцрехполюсник 2 с йзмеряемм кварцевым резонатором. С выхода четырехполюсникасигйал "поступает на"каскадно соединенные амплитудный детектор 3, уси-,литель низкой частоты 4 и фазовыйдетектор 5. На второй вход фазового детектора постуйаетсйгйап с"мо-дулкрующего генератора б прямоугольных сигналов. С другого выходаэтого генератора сигнал поступаетна вход блока 7 электройного управления реактивным элементом четйрехполюсника, Выход фазоного детектора через интегратор 8 соединен свходом управления частотой электронно-управляемого генератора гармонических сигналов,Устройство работает следующимобразом,На вход четйрехполюсника 2, например мостового, поступает сигналс частотой, несколько меньшей час " тоты" кварцевого резонатора, на которой его импеданс представляет собой статическую емкость кварцевогорезонатора. С модулирующего генератора б прямоугольных сигналов поступает сигнал, изменяющий реактив 15 ное сопротивление одного иэ плечмоста на определенную величину, Балансироэкой моста можно добитьсятакого положения, при котором напряжение на выходе четырехполюсникаЩ одинаково при оббих полупериодахсигнала модулируюшего генератора,Такое положение соответствует состоянию баланса моста, После этогоперестройкой частоты управляемогогенератора гармонических сигналонвводят частоту и зону резонанснойкривой кварцевого резонатора.Если на данной частоте импеданскварценого резонатора отрицателен,то есть частота сигнала меньше резойансной частоты кварцевого резонатора, увеличение реактивности водном иэ полупериодон приводит к.увеличению ныходйого уровня мостапо сравнению с другим полупериодом,Если импеданс кварцевого резонатора положителен, то есть частотасигнала больше резонансной частотыкварцевого резонатора, то увеличение выходного уровня моста по срав 40 нению с вторым полупериодом обусловлено уменьшением реактивности,Таким образом, в зависимости от соотношения частот сигнала и резонансной частоты измеряемого кварце- ного резонатора изменяется фаза огибающей выходного сигнала, Далее этот сигнал поступает на усилитель низкой частоты и далее на фазовый детектор, где вырабатывается сигнал постоянйого тока с полярностью, соответствующей перестройке частоты генератора н сторону резонансной частоты кварцевого резонатора,измеритель параметров кварцевых резонаторов, содержащий последова тельно соединенныеэлектронно-управляежй генератор гармонических сигналов, четырехполюсник с измеряеьйм" кварцевым резонатором, амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, фазовый детектор, выход кото, Юрчикова едак Тираж 1019 дарственного к изобретений и ква,Ж, РаушПодписнота СССРытийнаб., д. 4/ 46 ПНИИПпо 1130 Заказ 11 т Госуделам о ПП Патент, г, ужгород, ул, Проектна Филиал рого соединен с входом управлениячастотой электронно-управляемогогенератора гармонических сигналов,а также модулируюций генератор прямоугольных сигналов,выход которого соединен с входом фазового детектора, от л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышейия точности измерений, в него введен блок электронного управления реактивным элементом четырехполюсника вход которого подключен к второму выходу модули-рующего генератора, а выход - к второму входу четырехпслюсника. Источники информации,принятые во вниманиепри эксйертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 460510 р кл, С 01 Р 23/00 2. МЯ.5 бсЮао(Ъ. ТесЬп 1 доее ой Фе щеаещ теп 1. о с,оага С чмай ращиъеЬ.е,агсоЮ ЭмеЬътеМаМоь чоЧ 11 94 1968,l р