Устройство для измерения параметров кварцевых резонаторов

Номер патента: 1004918

Авторы: Мещеряков, Прокимов

ZIP архив

Текст

(23) Лрморитет Гесуааретввай кеактет СССР аф аелам зфбретеккк и вткрытнйОпубликовано 15.03,83. Бюллетень М 10 Дата опубликования описания 15.03,83 ч.ау(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВИзобретение относится к радиоизмерительной технике.По основному авт. св, Ж 437979 известно устройство для измерения параметров кварцевых резонаторов ( 11.Недостатком этого устройства является значительная погрешность измерениядинамических реактивностей, увеличиваю-. щаяся с ростом частоты измерений из-заувеличения влияния трудно учитываемыхпараэитных реактивностей генераторной .схемы и эталонных емкостей при использовании метода трех частот.Ьяь изобретения - повышение точности измерения динамических параметровкварцевых резонаторов.Поставпенная цель дости 1 ается тем,что в устройство для измерения параметров кварцевых резонаторов, содержащеепоследовательно соединенные управляемый 20 генератор, измери тельный четырехполюс . ннк с исследуемым резонатором, усилитель и детектор, выход которо 1 о соединенс входом избирательного усилителя и с 2одним из входов фазового детектора, вто. рой вход которого через генератор модупирующей частоты соединен с управляющим входом аттенюатора, а выход через интегратор соединен с первым управляющим входом управляемого генератора;второй управпяюший вход которого подключен к выходу аттенюатора, а первый сигнальный вход аттенюатора через детектор подключен к выходу избирательного усилителя, введены источник эталонных напряжений два резистора, операционный усилитель, переключатель и двухпозиционный переключатель, прн этом выход источника эталонных напряжений соединен через последовательно соединенные первый в второй резисторы с выходом операционного усилителя и с подвижным контактом переключателя, один из неподвижных контактов которого подключен к управляющему входу аттенюатора, щаполненного двухвходным, инвертирукщий вход операционного усилителя соединен с первыми неподвижными контактами двухоперацион3 10049ного переключателя, первый подвижныйконтакт которого подключен к корпусу устройства, а вторые неподвижные контактык неинвертирующему входу операционногоусилителя, второй подвижный контакт двухпоэиционного переключателя подключен кточке соединения последовательно включен-,ных резисторов.На чертеже представлена структурнаясхема устройства. 10Устройство содержит управляемый автогенератор 1, измерительный четырехполю(:ник 2 с измеряемым кварцевым резонатором, систему 3 фазовой ввтоподстройки частоты,двухвходовый аттенюатор сумматор 4, коммутатор 5; состоящийнэ опчрационного усилителя 10 с резисторами 11 и 12, источник эталонных напряжений 6 и управляемые элементы 7,в котороеуходят переключатели 8 и 9и двухпоэЕционный переключатель.Устройство работает следующим образомВысокочастотный сигнал автогенератора 1 поступает на вход измерительного четырехпопюсника 2, содержащего измеряемый кварцевый резонатор. С четырехпопюсника 2 сигнал подается на систему 3 фаэовой автоподстройки частоты, свыхода которой управляющий сигнал поступает на первый вход сумматора 4, навторой вход которого через коммутатор5 подается напряжение источника 6 эталонных напряжений, Коммутатор 5 управляется сигналами с выхода соедин%нного с ним управляемым элементов 7.Рассмотрим работу устройства на примере одного из возможных вариантовсхемной реализации коммутатора 5 иэлементов 7, При перестройке упрввдяемо 40го автогенератора 1 происходит возбуждение кварцевого резонатора, включенного в измерительный четырехполюсник 2,Высокочастотный сигнал на выходе четырехпопюсника 2 в этом случае, являетсяносителем фазовой информации, завися 43щей от ЬХ - величины абсолютной расстройки частоты генератора 1 оюиоси,тельно частоты последовательного резонансакварцевого резонатора. Эта информациявыделяется системой фазовой автопод -стройки частоты 3 и в виде медленноменяющегося напряжения поступает черезсумматор 4 на управляющий вход генератора 1. При изображенном на ф(п, 1 положении контактов переключателя 8 вы- ффход коммутатора 5 отключен от второго. входа сумматора 4, и величина напряженияЧфс(р на выходе системы 3 в первом 18 фприближении прямо пропорциональна величине.ЬХ. Напряжение Чф( через сумматор 4 подается на управляющий вход генератора 1, и частота сигнала генератора 1 изменяется в сторону уменьшения величины ДУ до тех пор, пока сигнал на выходе устройства 3 не станет минимальным (близким к нулю). Таким образом, реализуется удержание частоты генератора 1 вблизи частоты последовательного резонанса кварцевого резонатора, В этом режиме проводится измерение частоты нулевой фазы (последовательного резонанса) .резонатор К и соответствующего динамического сопротивления К 1,Йля измерения реактивных динамических параметров последовательного резонанса кварцевого резонатора (динамической емкости С 1 или динамической индуктивиости 1) переключением контактов переключателя 8 обеспеиввется соединение коммутатора 5 со вторым входом сумматора 4. Постоянное эталонное напряжение Чиэн положительной полярности от источника 6 подается на вход комму-татора 5, состоящего иэ операционного усилителя 10 с зависящим от отношения номиналов резисторов 1 1 и 1 2 коэффициентом передачи К, который может регулироваться, например, изменением номинала резистора 11, При изображенном на иг. 1 положении контактов двухпозиционного перекдючатмя 9 напряжение источ. ника 6 поступает на неинвертирующий вход усилителя 10, в результате чего нв второй вход сумматора 4 поступает положительное напряжениеЧи э = Чиэн "ь . Происходит смешение частоты генератора 1 й на величину дЮ, зависящую от величины Чиэ(,( где 5 р- крутизна управпения управляемого ввтогенераторв,Затем переключением контактов переключателя 9 производится изменение полярности напряжения Миэн что приводитк смещению частоты Х в противоположном направлении на величину ДХ . Величнна напряжения Ч, устанавливается из(менением номинала резистора 11 из ус-ловий реализации равенстваДк= д к"= ь ю. В этом случае смещения частоты дЮи Ы" происходят в пределах наиболее. пряжений ЧВ, иЧ.на входной и выход ной клеммах резистора и от ЙВх вк тивного сопротивления измерительного :четырехполюсника в точке подключения выходной клеммы резонатора. При дх И 2 йФ можно считать ЧВЧВ,=сопв в резуЛьМ тате,.чего А =СОРИ, ГГосле подстановки выражения (1)в (2) получимЬЧ:игии 1 в(-А 5 Ч нд ). 13 теС другой стороны, введение напряжения Чна выходе системы фвзовой автоподстройки. частоты 3 эквивалентно смещению амплитудно-фазовой характеристики (АфХ) системы 3 по оси напряжени 6, что при условии работы на линейном участке АфХ эквивалентно смешению нуля характеристики на величинузегде 5- крутизна линейного участкаАфХ системы 3.В стационарном режиме величины Ь 9 Ив выражениях (3) и (4) равны и проти-.воположны по знаку, исходя из чего после преобразований получим81 оЬФсе иэн)-д,Р ети ЭНОстальные динамические параметры,кварцевого резонатора могут быть полу18 б.ены из известных соотношенийгт17(Ю ) еЭкспериментальная проверка устройства йоказвла, что: частотах порядка 300 МГц точность и повторяемость результатов измерений в 2-3 раза превышали соответствуклцие параметры стандартного измерительного прибора ТГК.ф ормула изобретенияУстройство для измерения параметровкварцевых резонаторов по авт. св.%437979,о тли чающеес я тем,что, с целью повышения точности измерений, в него введены источник эталонныхнапряжений, два резистора, операционныйусилитель, переключатель и двухпозиционный переключатель, при этом выход источника эталонных напряжений соединен через последовательно соединенные первыйи второй резисторы с выходом операцион 4ного усилителя и с подвижным контактом переключателя, один из неподвижныхконтактов которого подключен к управляющему входу аттенювтора, выполненного двухвходовым, инвертирующий входоперационного усилителя соединен с первыми неподвижными контактами двухпозиционного переключателя, первый подвижный контакт которого подключен ккорпусу устройства, а вторые неподвижные контакты - к неинвертируюшему входу операционного усилителя второй подвижный контакт двухпозипионного переключателя подключен к. точке. соединенияпоследовательно включенных резисторов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторфое свидетельство СССРМ 437979, кл. С 01 й 27/00 т 1972;Составнтель Л. Муранововнк, Техред.С. Мв унова: Корректор И Редактор Н, ВонЗакаэ 1876/67ВН Тири 708 . ПависноеИИПИ ГосударственноФо комнтета ССРно девам изобретений н открытка113036, Москва, Ж, Рауаскан набд, 4/5фннтае ППП фйатент", г. Ужгород, ул, Проектная,

Смотреть

Заявка

3314432, 07.07.1981

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5068

ПРОКИМОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, МЕЩЕРЯКОВ ОЛЕГ АЛЕКСАНДРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 29/22

Метки: кварцевых, параметров, резонаторов

Опубликовано: 15.03.1983

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1004918-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-parametrov-kvarcevykh-rezonatorov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения параметров кварцевых резонаторов</a>

Похожие патенты