Устройство для измерения активного сопротивления кварцевых резонаторов

,; .т,1 А 51 АЬА О П И С А Н И Е 11480027ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 28.05,73 (21) 1923850/18-10 присоединением за23) Приоритет -и -осударствеиный комитет овета Министров СССР.322.38.8) ллетень2 Опубликовано 05,08 53) по делам изобретени н открытий(72) Авторы изобретения К. Жуков и П, А. Овсянниковвательский институт электронной интроскопи) УСТРОЙСТВОАКТИВНОГО СКВАРЦЕВЪХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯРОТИВЛЕНИЯЗОНАТОРОВ 2 овий самовозбуждещейся частоты 1 воз Устроиство относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения активного сопротивления кварцевых резонаторов на частоте последовательного резонанса,Известно устройстево для измерения активного сопротивления кварцевых резонаторов, содержащее генератор качающейся частоты, к выходу которого подключен делитель, составленный из резлстора и кварцевого резонатора; детектор, который входом подсоединен к кварцевому резонатору; индикатор, цепь обратной связи, которая подключена к кварцевому резонатору и состоит из амплитудного детектора, фильтра и транзистора; генератор пилообразного напряжения, управляющий генератором качающейся частоты.Однако отмечается нелинейность преобразования схемы измерения падения напряжения на кварцевом резонаторе, которая получается за счет нелинейности характеристик детектора при малых приложевных к его входу напряжениях, соответствующих малому активному,сопротивлению исследуемого,кварцевого резонатора, Нелинейность уравнения преобразования приводит к появлению методической погрешности.Цель изобретения - уменьшение нелинейности уравнения преобразования схемы измерения падения напряжения на кварцевом резонаторе и снижение методическои погрешности измерения. Это достигается вводом дополнительного постоянного резистора и параллельного резонансного контура, настроенного на частоту последователыного резонанса исследуемого кварцевого резонатора, соединенных параллельно между собой и последовательно с кварцем.На фиг. 1 представлена блок-схема уст О ройства для измерения активного сопротивления кварцевых,резонаторов; на фиг. 2 схема включения кварца; на фиг. 3 - графики зависимостей, погрешности измерения от паразитной емкости С; на фиг. 4 и 5 - 15 графики зависимостей погрешностей измерения от расстройки контура.Исследуемый резонатор 1 одним концомподключен через резистор 2 к выходу буферного усилителя 3, а последний своим,входом - к выходу генератора качающейся частоты 4. К этому же концу кварца подсоединяется вход детектора 5, к выходу которого подсоединяются своими входами фильтр б и усилитель,постоянного тока 7, а к выходу 25 последнего - индикатор 8. К выходу фильтраподключен генератор пилообразного напряжения 9, управляющий качанием частоты генератора.При выполнении усл30 ния в генераторе качаюникают колебания, средняя частота которых равна частоте последовательного резонанса исследуемого резонатора. Напряжение Ь снимаемое с выхода генератора, через буферный усилитель и резистор поступает на резонатор, резистор 10 и параллельно с ним включенный контур, состоящий из индуктивности 11 и емкости 12, выпрямляется детектором и поступает,на вход усилителя постоянного тока, собранного,по балансной схеме. Напряжение на выходе усилителя постоянного тока оказывается пропорциональным разности (1 - Уз, равной падению напряжения па кварцевом,резонаторе, так как перед началом,измерения кварц замыкается накоротко, и показания индикатора, включенного на выходе усилителя постоянного тока, устанавливаются на нулевую отметку.Частота генератора в корпусе работы автоматически изменяется в небольшом диапазоне, перекрывающем резонансную характеристику кварца, Частота изменяется,с помощью варикапа и генератора пилообразного напряжения, подключенного своим входом к выходу фильтра.При приближении средней частоты генератора качающейся частоты к резонансной частоте исследуемого кварца, падение напряжения на резонаторе уменьшается и, соответственно, показания индикатора уменьшаются.Минимальные показания индикатора соответствуют совпадению резонансных частот генератора качающейся частоты и кварца и потому определяют истинное значение измеряемого сопротивления.При отсутствии добавочного резистора 8, соединенного последовательно,с кварцем, получается большая нелинейность уравнения преобразования схемы, измерения падения напряжения на кварцевом, резонаторе при малых значениях активного сопротивления резонатора, Эта нелинейность получается за счет нелинейности характеристик,диодов детектора при малых приложенных к ним напряжениях. Для уменьшения нелинейности необходимо при малом сопротивлении кварца на вход детектора подавать напряжения такой величины, чтобы диоды работали,на линейном участке своей характеристики, Для этого вводят постоянный резисторподключенный последовательно с кварцем между одним из его взводов и общей точечкой схемы.Экспериментальным путем обнаружено, что при этом методе погрешность измерения вносит паразитная емкость С, (фиг. 2).При математическом анализе данной схемы получают выражение для погрешности, вносимой емкостью С1+Р - )/Р 2.Р 2(Р 12(1)Р,/Р, Р + (1 + Р,Р где Р, = оС.Я Р 2 - 1 кв РВыражение (1) представлено графически5на фиг. 3, откуда видно, что аналитическийанализ подтверждается экспериментально.Для уменьшения влияния емкости С, на 10погрешность измерения активного сопротивления,кварца включен параллельно добавочному резистору параллельный резонансный контур, настроенный на резонансную частоту исследуемого резонатора,15При математическом анализе схемы свключенным кантуром получено выражениедля погрешности от емкости С, влияющейна расстройку контура, вида20У(1+Р)+4 Р Р. - (1+Рз)+Р) +4Ьмгде Р,оой,Р 2Зо35 На фиг. 4 и 5 представлены кривые зависимости погрешности измерения от параметров РР, и Р рассчитанные по формуле (2) и экспериментальные кривые. Из сопоставления этих зависимостей видно, что при соот ветствующем выборе параметров Р Р, и Р,уменьшается погрешность измерения, вносимая паразнтной емкостью Сп.Предмет изобретения45Устройство для измерения активного сопротивления, кварцевых резонаторов, содержащее генератор качающейся частоты, через. буферный усилитель и резистор подсоединен ный одновременно к кварцевому резонаторуи детектору, выход которого через усилитель соединен с входом индикатора и, одновременно, через фильтр и генератор пилообраз.ного напряжения - с генератором качающейся частоты, отличающееся тем, что, с целью увеличения линейности преобразования и уменьшения методической погрешности измерения устройства, оно снабжено параллельным резонансным контуром и дополнительным постоянным резистором, включенным последовательно с исследуемым кварцевым резонатором между одним из его выводов и общей точкой схемы, при этом упомянутый резонансный контур подсоединен параллельно добавочному постоянному резистору.(%)6 д 0Рй 4Составитель В, Скоробогатоваактор О. Филиппова Техред Т. Курилко Корректор В, Гутмааказ 172/337 Изд.960 Тираж 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж.35, Раушская наб., д, 4/5 ип. Харьк. фил. пртент