Измеритель параметров кварцевых резонаторов

(23) Приоритет по делаи иаобретеиий и открытий(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КВЛРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ Изобретение относится к радиоизмеритель- ной технике и может найти применение лри разработке, производстве и использовании кварцевых резонаторов. 5Известно устройство 1 для измерения кварцевых резонаторов, содержащее генератор высокой частоты, аттенюатор, четырехполюсник с измеряемым кварцевым резонатором, гетеродин с системой автоподстройки частоты, преоб 10 разователи частоты сигнала на промежуточнуто частоту, фазовращатели и фазовый детектор, с которого заведена обратная связь для управления частотой генератора. Измерение добротности производится по сдвигу частоты генератора при введении в один или оба канала суммарного фазового сдвига +45. Добротность определяется как 9 = -М Недостатком устройства является значитель. ная погрешность измерения за счет нестабильности частоты измеряемого кварцевого резонатора, особенно для резонаторов с высокой добротностью. Известно также устройство для измерения эквивалентных динамических параметров пьезоэлектрических резонаторов, содержащее гене. ратор высокой частоты с измеряемым резонатором, колебания которого периодически срываются с помощью генератора низкой частоты. На кварцевом резонаторе возникают затухающие колебания, которые поступают на амплитудный детектор и далее на двухпороговую пусковую схему, с выхода котороп запускается симметричный триггер. На выходе симметричного тршгера имеют место импульсы, длительность которых пропорциональна постоянной времени кварцевого резонатора. Эти импульсы подаются на интегрирующую цепь с регулируеМой постоянной времени. Выбранное определенное отсчстное значение индикатора будет при равенстве постоянных времени. кварцевого резонатора и интегрирующей цепи 2.Производимые с помощью известного устройства измерения имеют большую погрешности при наличии даже далеко отстоящих от ос. новного нежелательных резонансов, и частотный диапазон практически ограничен 5 - 10 МГц, 742828Наиболее близкое к предлагаемому устройство содержит каскадно включенный генераторвысокой частоты, амплитудный модулятор (че.четырехполюсник с измеряемым резонатором),преобразователь, амплитудньп и фазовый детекторы. Имеется также генератор низкой час.тоты, с которого сигнал поступает на амплитудный модулятор и второй вход фазового детектора 131. С выхода фазового детектора сигнал по.ступает на индикатор. Сущность работы устройства заключается в том, что на резонатор подается модулированное синусоидальное по ам.плитуде колебание резонансной частоты, Послепрохождения через резонатор огибающая ока.зывается сдвинутой по фазе, Добротность резонатора определяется по формулетоО = - тд(р),2 Егде Фо - частота резонатора;Е - частота модуляции.Недостатком устройства является значительная погрешность измерения добротности эа счетНелинейной характеристики передачи фазовогодетектора,Цель изобретения - повышение точности измерений.Укаэанная цель достигается тем, что в измеритель параметров кварцевых резонаторов,содержащий последовательно включенные генератор высокой частоты, амплитудный модуля.тор, многополюсник с измеряемым кварцевымрезонатором, первый преобразователь, первыйамплитудный детектор, фазовый детектор, опорный вход которого через второй амплитудныйдетектор и второй преобразователь соединенсо вторым выходом многополюсника, а такжегенератор низкой частоты, выход которого соединен со вторым входом амплитудного модулятора, введены умножитель частоты, частотомер, амплитудный компаратор и источник опорного напряжения, причем опорный вход амплитудного компаратора соединен с источникомопорного напряжения, управляющий вход соединен с выходом фазового детектора, а выход подсоединен к управляющему входу генератора низкой частоты, второй выход которогочерез умножитель частоты подключен к первому входу частотомера, вторым входом присоединенного к выходу генератора высокой частоты,На чертеже представлена блок схема устройства.Измеритель содержит генератор 1 высокойчастоты, амплитудный модулятор 2, мнотополюсник с измеряемым кварцевым резонатором 3,первый и второй преобразователи 4 и 5, первый и второй амплитудные детекторы 6, 7 ифазовый детектор 8. Кроме того, в состав устройства входят источник 9 опорного напряжения амплитудный компаратор 10, генератор 11 низкой частоты, умножитель 12 частоты и астотомер 13.5Сигнал с генератора 1 высокой частоты по.ступает на амплитудный модулятор 2 и далее на вход многополюсника с измеряемым кварцевым резонатором 3, Многополюсник имеет два выхода, с которых сигналы поступают на преобразователи 4 и 5 и далее на амплитудные детекторы 6, выходы которых соединены со входами фазового детектора 8. Сигнал с выхода фазового детектора 8 поступает на амплитудный комларатор 10, где сравнивается с сигналом источника опорного напряжения, и разностный сигнал поступает на управление час.тотой генератора 11 низкой частоты. С генератора 11 низкой частоты синусоидальный сигнал поступает на амплитудный модулятор 2 и с другого выхода - на умножитель 12 частоты с коэффициентом умножения два.На один из выходов частотомера 13, установленного в режиме измерения отношениячастот, поступает сигнал с генератора 1 высокой частоты, на второй вход - сигнал с умножителя 12.Устройство работает следующим образом.На многополюсник подается амплитудномодулированный сигнал с несущей частотой,равной резонансной частоте кварцевого резонатора 3. Сигнал на первом выходе многополюсника пропорционален напряжению на кварцевомрезонаторе 3, на втором - току, протекающемучерез кварцевый резонатор 3. Такое соотношение обеспечивает фазовый сдвиг между огибающими напряжений на обоих выходах, опреде 4 О ляемый только добротностью кварцевого резонатора, Далее сигналы усиливаются, при необходимости преобразуются в промежуточнуючастоту и детектируются. На выходе детекторов6 и 7 выделяются огибающие, которые посту 45 пают на фазовый детектор 8, В компараторе10 происходит сравнение сигналов фазовогодетектора 8 и источника 9 опорного напряжения, их разность управляет частотой генератора11 низкой частоты и устанавливает такую частоту, при которой кварцевый резонатор 3 вносит фазовый сдвиг в огибающую, соответствующий напряжению на выходе фазового детектора 8, почти равному напряжению опорногоисточника 9,Величина добротности при этом равнато9 = - т 9 1 сО2 Ропгде К - постоянное число.. Папп о рек Заказ 3612/12ЦН Тираж 1019осударственного комите изобретений и открыти сква, Ж, Раушская н дписн ИПИдел 5,., д. 4/5 ал ППП "Патент", г род, ул. Проектная, 4 5Выбирая р = 45, что соответствуетцам полосы пропускания, имеем2 Е Сигнал частоты Е умножается и подается на счетчик, работающий в режиме отношения частот, При этом показание счетчика равно добротности кварцевого резонатора 3.Формула изобретения Измеритель параметров кварцевых резонаторов, содержащий последовательно включенные генератор высокой частоты, амплитудный модулятор, многополюсник с измеряемым кварцевым резонатором, первый преобразователь, первый аМплитудный детектор, фазовый детек-тор, опорный вход которого через второй амплитудный детектор и второй преобразователь соединен со вторым выходом многополюсника, а также генератор низкой частоты, выход которого соединен со вторым входом амплитудного модулятора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности нз.мерений, введены умножитель частоты, частото-мер, амплитудный компаратор и источник опорного напряжения, причем опорный вход амплитудного компаратора соединен с источникомопорного напряжения,.управляющий вход соединен с выходом фазового детектора, а выходподсоединен к управляющему входу генераторанизкой частоты, второй выход которого черезумножитель частоты подключен к первому входу частотомера, вторым входом подключенного к выходу генератора высокой частоты. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Р 516003, кл. 6 01 й 29/22, 1975.2. Авторское свидетельство СССР Яф 418812, кл. 6 01 Я 27/28, 1974,3. 1 апез Р. й. Ргос. АТЕЕ, р. 13, 1959, 106, ею 29