Измеритель параметров кварцевых резонаторов

Измеритель параметров кварцевых резонаторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О СА ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик («) 728091

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.2 (22) Заявлено 29.0677 (21) 2504168/18-21 с присоединением заявки № (23) . С 01 R 27/00

Госуяарствеииый комитет

СССР

tlo аелам изобретеиий открытий

Приоритет

Опубликовано 15.p4.80. Бюллетень ¹ 14 (5З) УАК621..317.

° 73 (088.8) . Дата опубликования описания 180480 (72) Авторы изобретения

Ю.П. Кузьмин и О.Г. Вербицкий (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КВАРЦЕВЫХ

РЕЗОНАТОРОВ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке и производстве кварцевых резонаторов, Известно устройство, содержащее электронно-управляемый генератор, четырехполюсник, амплитудный детектор, пороговое устройство, триггер и индикатор C1) . г

Устройство обеспечивает измерение частоты экстремума динамическои ветви кварцевого резонатора, Частота экстремума менее предпочтительна в метрологическом отношении, Кроме того, мало быстродействие измерительного прибора, ограничиваемое постоянной времени кварцевого резонатора.

Наиболее близким техническим решением к иэобретению является измеритель параметров кварцевых резонаторов C2), содержащий каскадно .соединенные электронно-управляемый генератор, четырехполюсник с измеряемям кварцевым резонатором, амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, фазовый детектор и интегратор, выход которого подключен к входу управления частотой генератора.Кро-! ме 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 известного измерителя 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 импеданса динамической ветви результат

30 измерения зависит от величины деви28091.ации частоты, что вносит дополнительную погрешность"";--:. -: "- - :-"--"- --- -"" -

Кроме того известное устройство

" -имеет малое быстродействие и плохую устойчивость систеьы автоматической подстройки частоты, Это обусловлено тем, что период должен быть . больше постОянной времени измеряемого- кварцевого- резонатора, "в " связи с чем частота модулирующего сиг йала не может превышать 100 Гц.Для фильтрации такой частоты необходимы фильтры с большой постоянной времени, что снижает быстродействие и способность отрабатывать помехи. Как правило, такие приборы для резонаторов с большой добротностью ймеют паразитное возбуждение на частоте, в несколько раз меньшей частоты модуляции„ нследствие чего система автоматической подстройки частоты поддерживает среднюю часто ту генератбра в стороне от экстремума, что вызывает дополнительную погрешность измерения. По экспериментальным данный диапазон частот йрйборов по этой схеме ограничен снизу величиной порядка 10 МГц, Белью изобретения является йоны шение точйости измерения.

Пель достигается тем, что в измеритель параметров кварцевых резонаторов, содержащих последовательно соединенные электронно-управляемый генератор гармонических сигналон,че " " ""гарехполюсни-к с измеряемая "кварцевым резонатором, амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, фазоный детектор, выход которого соединен с входом управления частотой электронно-управляемого генератора гармонических сигналов а также модулирующий генератор прямоугольйых сигналов, выход которого соединен с входом фазового детектбрй", "Ъ%е-" ден блок электронного управления реактйвным элемейтом четырехполюсника, вход которого подключен к второму выходу-модулирующего генератора, а выход — к второму входу четырехполюсника. - -

Йа чертеже представлена структурная схема измерителя параметров кварцевых резонаторов, содержа|цего электронно-управляеьый генератор.

l гармонических сигйалов, сигнал которого поступает на" Четйрехполюс" ник 2 с йзмеряем4м кварцевым резонатором. С выхода четырехполюсника сигйал поступает на каскадно соединенные амплитудный детектор 3, уси-, литель низкой частоты 4 и фазовый детектор 5. На второй вход фазового детектора постуйает"сигйап с"мо- дулкрующего генератора б прямоугольных сигналов. С другого выхода = этого генератора сигнал поступает на вход блока 7 электройного управления реактивным элементом четырехполюсника, Выход фазоногo детектора через интегратор 8 соединен с входом управления частотой электронноо-упранл яемого ге нератора гармонических сигналов.

Устройство работает следующим образом.

На вход четйрехполюсника 2, например мостового, поступает сигнал с частотой, несколько мены ей частоты" кварцевого резонатора, на которой его импеданс представляет собой статическую емкость кварцевого резонатора. С модулирующего генератора б прямоугольных сигналов поступает сигнал, изменяющий реактив15 ное сопротивление одного иэ плеч моста на определенную величину. Балансироэкой моста можно добиться такого положения, при котором напряжение на выходе четырехполюсника

Щ одинаково при оббих полупериодах сигнала модулируюшего генератора, Такое положение соответствует состоянию баланса моста, После этого перестройкой частоты управляемого генератора гармонических сигналон вводят частоту и зону резонансной кривой кварцевого резонатора.

Если на данной частоте импеданс кварценого резонатора отрицателен, то есть частота сигнала меньше резойансной частоты кварцевого резонатора, увеличение реактивности в одном иэ полупериодон приводит к . увеличению ныходйого уровня моста по сравнению с другим полупериодом.

Если импеданс кварцевого резонатора положителен, то есть частота сигнала больше резонансной частоты кварцевого резонатора, то увеличение выходного уровня моста по срав40 нению с вторым полупериодом обусловлено уменьшением реактивности, Таким образом, в зависимости от соотношения частот сигнала и резонансной частоты измеряемого кварценого 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, Формула изобретения

Измеритель параметров кварцевых резонаторов, содержащий последова« тельно соединенные электронно-управляеиий генератор гармонических сигналов, четырехполюсник с измеряеьам" кварцевым резонатором, амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, фазовый детектор, выход кото728091

Составитель A. Беляев

Редактор Т, Юрчикова Техред О. Легеза Корректор я. Веселовская о к ю. мю «Щвм ааЫ4 » аль вааМФЮЙЖ4йМЬ

Заказ 1133/46 Тираж 1019 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г, ужгород, ул. Проектная, 4 рого соединен с входом управления" частотой электронно-управляемого генератора гармонических сигналов, а также модулируюций генератор прямоугольных сигналов, выход которого соединен с входом фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью повышейия точности измерений, в него введен блок электронного управления реактивным элемен том четырехполюсника„ вход которого подключен к второму выходу модулирующегО генератора, а выход - к второму входу четырехйолюсника.

Источники информации, принятые во внимание прм эксйертизе ""

1. Авторское свидетельство СССР

Р 460510 р кл, G 01 Р 23/00

2. W.Ó.5ЫсЮаой. Technigtlee d or H e теаеогтеп о1 qvarr. С .чмай раща еф -з. L4 агсо 1 Э ей,ътеМамоь чое 11 ф4 1968

l ° р