Устройство для измерения добротности

(51)М. Кл. 6 01 В 27/26 Веудервтевнньб 1 квинтет СССР но Аннам изебретеннй н еткрытнй(53) УДК 621317. .337 (088.8) Дата опубликования описания 05,12,79(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ 1, :6 Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано для измерения добротности акустических и механическихколебательных систем,Известно устройство для измерения добротности радиотехнических элементов, содержащеепоследовательный измерительный контур, входной и выходной согласующие элементыширокополосный усилитель, блок автоматической регулировки амплитуды, блок регистрации момента возбуждения, ключи 1).Недостатком известного устройства являетсянизкая точность измерений,Наиболее близким техническим решениемявляется устройство для измерения эквивалент-.ных параметров кварцевых резонаторов, содержащее возбуждающий генератор, ключ, емкост.ной четырехполюсник, резонансный усилитель,синхронизатор автоматической подстройки частоты, амплитудный пороговый селектор, формирователь управляющего сигнала, индикатор,фазовый компенсатор, дискретный переключа.тель 2),Недостатком известного устройства являетсянизкое бысгродействие и низкая точность измерений. Целью нзобретенйя является повышениебыстродействия точности ;измерения устройства.Поставленная цель достигается тем, что вустройство для измерения добротности, содержащее генератор вынужденных колебаний, одинвыход которого соединен через ключ с однимиз зажимов для подключения исследуемогорезонатора, измерительный фиксатор, блок управления, соединенный с одним из входовпереключателя, и индикатор, введены три.ключа, электронный коммутатор, три пересчетныхблока, блок вьщеления кратных гармоникосновной частоты возбуждающих колебаний,блок выделения моментов начала цикла возбуждающих колебаний, блок съема ннформа.ции, сумматор, причеМ один и друтой зажимыдля подключения исследуемого резонатора со.ответственно соединены с входом н выходомвторого ключа, выход которого соединен свходом третьего ключа и с вторьм выходом 26блока управления, третий выход которогосоединен с другим выходом генератора вынужденных колебаний и с входом четвертого клю.ча, выходы третьего и четвертого ключа со. О П И С А Н И Е 7 О 2316ИЗОБРЕТЕНИЯК . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ70233ответственно соединены с одним и другимвходами блока выделения кратных гармоникосновной частоты возбуждающих колебанийблока выделения моментов начала цикла возабуждающих колебаний и первого пересчетногоблока, выход последнего соединен с первымвходом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго пересчетного блока,один из входов последнего соединен с однимиз выходов электронного коммутатора, один 1 Овход которого соединен с выходом блока выделения моментов начала цикла возбуждающих.колебаний, другой вход электронного коммутатора соединен с выходом переключателя, другой выход электронного коммутатора соединен 15с однйм иэ входов третьего пересчетного бло.ка, выход которого соединен с третьим входом сумматора, другой вход переключателясоединен с выходом блока вьщеления кратных/гармоник основной частоты возбуждающих колебаний, выход сумматора" соединен с входоминдикатора, установочные входы пересчетныхблоков и сумматора соединены с выходом"установлена 0" блока управления,четвертыйвыход последнего соединен с одним из вхо. 25дов измерителя-фиксатора, другой вход которого через блок съема информации индуктивно соединен с исследуемым резонатором, выход измерителя-фиксатора соединен с однимиз входов блока управления, другой вход ЗОкоторово соединен с шиной "пуск" устройства.На фиг, 1 приведена структурная электрическая схема устройстваУстройство для измерения добротности со5держит генератор вынужденных колебаний 1, 35управляемые, ключи 2 и 3, исследуемый резонатор 4блок сьема информации 5, измеритель-фиксатор 6, блок управления 7, блоквьщеления кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний 8, переключатель 4 О(ключ) 9, пересчетный блок 10, блок выделе.иия моментов начала цикла возбуждающихколебаний 11, электронный коммутатор 12,пересчетные блоки 13, 14, сумматор 15, индикатор 16, ключи 17 и 18. 45На фиг. 2 приведены временные диаграммы,поясняющие принцип работы устройства:2 а) сигнал возбуждающих колебаний навыходе генератора "вынужденных колебаний 1в момент начала возбуждения резонатора 4;2 б) сигнал вынужденных колебаний навходе измерителя-фиксатора 6;2 в) сигнал на выходе блока управления 72 г) сигнал на выходе измерителя-фиксатора 6; . , 552 д) сигнал на выходе блока вьщелениякратных гармоник основной частоты возбуж.дающих колебаний 8; 16 42 е) сигнал нз входе пересчетного устрой.ства 10;2 ж) сигнал на входе пересчетного устройства 13;2 з) сигнал на входе блока вьщеления мо.ментов начала цикла возбуждающих колеба.ний 11;2 и) сигнал на выходе "установка 0" блокауправления.Работа устройства для измерения добротноети заключается в следующем,В статическом (исходном) состоянии ключи2, 17 18 и переключатель 9 разомкнуты, аключ 3 замкнут. Пересчетные блоки 10, 13и 14, а также сумматор 15 установлены в нулевые состояния, Благодаря замыканию электродов резонатора 4 посредством ключа 3, висследуемом резонаторе 4 в исходном состоянии устанавливаются только тепловые колебания, на которые измеритель. фиксатор 6 несрабатывает. Кроме того, для исключейия влияния импульсных помех, он дополнительноблокируется запрещающим сигналом от блокауправления 7 по шине "измерение",, При пуске блока управления 7 (руЧномили автоматическом) происходит его срабатывание ипроизводится синхронизация его работыс сигналами генератора вынужденных колебаний 1, От блока управления 7, подается разрешающий сигнал по шине измерение" наизмеритель-фиксатор 6 и сигнал "включено"на ключ 9, При вхождении в синхронизм сколебаниями генератора вынужденных колеба.ний 1 блок управления 7 выдает командына размыкание ключа 3 и замыкание ключей2, 17 и 18. После выполнения этой командыгармонические колебания с постоянной амплитудой и частотой, равной резонансной частотеисследуемого резонатора, подаются на исследуемый резонатор 4, на блок вьщеления крат.ных гармоник основной частоты возбужденныхколебаний 8 и на блок вьщеления моментовначала цикла возбуждающих колебаний 11,а также на пересчетный блок 14. При подачевозбуждающих колебаний от генератора вынужденных колебаний 1 на исследуемый резона.тор 4 в нем устанавливаются (возникают) вынужденные колебания с нарастающей амплитудой, Часть энергии вынужденных колебанийс исследуемого резонатора 4 передается черезустройство съема информации 5 в иэмерительфиксатор 6, настроенный на рассчитанное пороговое напряжение Одновременно с началомвозбуждения исследуемого резонатора 4 производится вьщеление кратных гармоник воз.буждающих колебаний в блоке 8 и подачавыделенных гармонических сигналов на ключ 9,с выхода которого вьщеленный гармоническийсигнал поступает на вход электронного коммутатора 12. Работа электронного коммутатора 12 осуществляется при поступлении на его вход сигнала в виде серии импульсов от блока выделения моментов начала циклов воз. бужцающих колебаний 11. Эта работа заключа ется в периодической подаче Сигналов крат 1 ных гармоник на сигнальные входы пересчетных блоков 10 и 13 в течение периода (цик. ла) возбуждающих колебаний так, что, например, в течение первого периода работает пересчетный блок 10 ав течение второго периода работает пересчетный блок" 13, что обеспечивает более точный подсчет частей периода возбуждающих колебаний. Количество полных циклов (периодов) возбуждающих колебаний (и тем самым количество циклов вынужденных колебаний) подсчитывается пересчетным блоком 14, выходные сигналы которого передаются на первую часть регистров сумматора 15, образуя целочисленное значение доброт. ности, Сигналы, поступающие на сумматор 15 от пересчетных блоков 10 и 13 (на оставшуюся часть регистров), образуют дробную часть значения добротности исследуемого резонатора 4. Так как пересчетные блоки 10 и 13 работают поочередно, что обусловлено работой электронного коммутатора 12, то явления на ложения сигналов в сумматоре 15 не происулдитВ процессе возбуждения исследуемого резонатора 4 на вход измерителя-фиксатора 6 через. устройство съема информации 5 переда. ется сигнал прямо пропорциональный величине вынужденных колебаний, что обеспечивается линейным режимом устройства съема инфор.мации 5, При достижении значения амплитуды вынужденных колебаний (или величины текущего значения) уровня, совпадающего с установленным порогом, срабатывает измеритель- фиксатор 6 и на его выходе появляется сигнал "окончание измерения", который передается на блок управления 7. При поступлении сигнала "окончание измерения" блок управления 7 выдает команды на размыкание ключей 2, 17 и 18 и замыкание ключа 3. Процесс возбуждения исследуемого резонатора 4 и измерение его добротности, на этом заканчивает.ся. На пересчетных блоках 10, 13 и 14 фик. сируются данные подсчета, передаются в сум. матор 15 и образуют измеренное значение добротности.Индикация полученного результата измерениядобротности осуществляется индикатором 16 по сигналам, передаваемым из сумматора 15. Время индикации задается блоком. управления 7, По истечении заданного Интервала времени индикации, в блоке управления 7 вырабатыва ется сигнал "установка нуля", который передается на соответствующие входы пересчетныхблоков 10, 13, 14 и сумматора 15, вызываетих срабатываниеи устройство для измерениядобротности в целом приходит в исходноесостояние,Формула изобретения 10 15 20 30 35 40 выход которого соединен с третьим входом сумматора, друтой вход переключателя соединен с выходом блока выделения кратныхгармоник основной частоты возбуждающих колебаний, выход сумматора соединен с входоминдикатора, установочные входы пересчетныхблоков и сумматора соединены с выходом"установка 0" блока управления, четвертыйвыход последнего соединен с одним из вхо.,55 Устройство для измерения добротности, содержащее генератор вынужденных колебаний, один выход которого соединен через ключ с одним из зажимов для подключения исследуемого резонатора, измеритель-фиксатор, блок управления, соединенный с одним из входов переключателя и индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с Целью повышения . быстродействия и точности измерения устройства, в него введены три ключа, электронный коммутатор, три пересчетных блока, блок вы деления. кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний, блок вьщелениямоментов начала цикла возбуждающих колеба. ний, блок съема информации, сумматор, при. чем один и другой зажимы для подключения исследуемого резонатора соответственно соединены с входом и выходом второго ключа, выход которого соединен с входом третьего ключа и с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с друпью выходом генератора .вынужденных колебаний и с входом четвертого ключа, выходы третьего и четвертого ключа соответственно соединены с одним и другим входами блока выделения кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний, блока выделения моментов начала цикла возбуждающих коле. баний и первого пересчетного блока, выход последнего соединен с первым входом сумма. тора, второй вход которого соединен с выходом второго пересчетного блока, один из входов последнего соединен с одним из выходов электронного коммутатора, один вход которого соединен с выходом блока вьщеления моментов начала цикла возбуждающих. колебаний, другой вход электронного коммутатора соединен с выходом переключателя, другой выход электронного коммутатора соединен с одним из входов третьего пересчетного блока,7дов измерителя. фиксатора, другой вход которого через блок съема информации индуктивно соединен с исследуемым резонатором, выход измерителя-фиксатора соединен с однимеиз входов блока управления, другой вход ко. торого соединен с шиной "пуск" устройства, 702316 8Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Иф 523366, кл, 6 01 Я 27/26, от 11.04.74,2. Авторское свидетельство СССР Яф 389470, кл, О 01 Я 27/26 от 26.11.71.702316 Время индинац Время измерения иг Составитель ЛСотник Техред З,Фанта ва актор Л. Гельфм Корректор В. Бутяга аз 7583/ Тираж 1073 ЦНИИПИ Государс по делам изобре. 113035, Москва,.Ж Подписноетвенного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб., д, 4/5 ППП ффПатент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4