Przedmiotem wynalazku .jest uklad generacyjny do pomiaru czestotliwosci rezonansowej re¬ zonatorów kwarcowy oh. Uklad taki powinien pobudzac rezonator do drgan na czestotliwosoi mozliwie bliskiej czestotliwosci rezonansowej, to znaozy czestotliwosoi w poblizu rezonan¬ su szeregowegoi przy której rezonator traktowany jako dwójnik elektryczny przedstawia soba czysta rezystanoje.W znanych dotychczas ukladach generatorów do pomiarów rezonatorów kwarcowych stosowany jest najczesciej jeden stopien wzbudzajacy (lampowy lub tranzystorowy) w ukladzie ze wspól¬ na elektroda emitujaca. Uklady te posiadaja na wejsoiu 1 wyjsciu przestrajane wspólbieznie obwody rezonansu szeregowego polaozone z ukladem wzmacniajacym tak, ze pojemnosc kazdego z obwodów dolaczona jest równolegle do wejscia lub wyjsoia a indukoyjnosc w szereg z wejsoiem lub z wyjsciem. Badany rezonator dolaczany jest jako dwójnik zamykajacy petle sprzezenia zwrotnego miedzy wejsciem a wyjsciem poprzez wspomniane indukcyjnosoi.Uklad taki jest wstepnie kalibrowany rezystorem dolaczanym w miejsce rezonatora* Kali¬ bracja polega na dostrojeniu obwodów rezonansowych generatora tak aby generowal z dolaczo¬ nym rezystorem czestotliwosc mozliwie bliska czestotliwosci rezonansowej rezonatora.Resyetanoja rezystora kalibracyjnego powinna byc mozliwie najbardziej zblizona do re¬ zystancji dynamicznej badanego rezonatora przy jego czestotliwosci rezonansowej. Spelnienie powyzszego warunku jest trudne, gdyz rezystancja dynamiczna mierzonego rezonatora zwykle nie jest znana z odpowiednia dokladnoscia oraz klopotliwe (zwykle przy pomiarze wielu rezo¬ natorów) poniewaz wymaga dobierania rezystancji kalibrujacej dla kazdego rezonatora indywi¬ dualnie. Niedokladnosc spelnienia powyzszego warunku Jest glówna przyozyna bledu pomiaru.Celem wynalazku jest zmniejszenie bledu spowodowanego rozbieznoscia miedzy rezystancja kalibrujaca a rezystancja dynamiczna rezonatora oo pozwala zwiekszyc dokladnosc pomiaru oraz uproscic i przyspieszyc jego przebieg. Dla realizacji tego oelu nalezalo opraoowac uklad generacyjny, w którym dolaczone do obwodów rezonansowych impedanoje wejsoiowa i wyj-2 130 760 sclowa okladu umacniajacego oraz jego przesunieci© fazowo malo zmieniaja sie w funkcji zmiany wzmocnienia ukladu niezbednej dla spelnienia warunku amplitudowego generaoji przy róznych wartosciach rezystancji dynamicznej rezonatora• Impedancja wejsciowa i wyjsciowa ukladu generacyjnego do których dolaczony Jeat badany rezonator powinny ponadto posiadac w calym zakresie pracy charakter zblizony do rezystancji.Zadanie to zostalo wykonane przez opracowanie ukladu generacyjnego, skladajacego sie z dwóoh stopni wzmacniajaoych, z których pierwszy, pracujacy w ukladzie wzmacniacza odwraca¬ jacego faze, obciazonego rezystorem o malej wartosci i o tak dobranym tranzystorze (zwlasz¬ cza polowym) oraz punkcie pracy, ze posiada duza impedanoje wejsciowa i male wzmocnienie spelnia role transformatora impedanoji (duzej wejsciowej na mala wyjsciowa) oraz separatora wplywów zmian impedanoji drugiego stopnia na impedanoje wejsciowa ukladu. Drugi stopien tranzystorowy pracujacy w ukladzie odwracajacym faze z oboiazeniem reaktancja wyjsciowego obwodu rezonansowego zaprojektowany jest tak aby'dawal duze maksymalne wzmoonienie (nie¬ zbedne dla pracy ukladu generacyjnego) z mozliwoscia regulacji (np. przez uklad automatycz¬ nej regulacji amplitudy) dla spelnienia warunku amplitudowego generacji.Oba stopnie sa tak zaprojektowanej ze impedancja wyjsciowa pierwszego jest wielokrotnie mniejsza od impedanoji wejsciowej drugiego w calym zakresie koniecznej zmiennosci wzmocnienia.Dzieki takiej konstrukcji zmiana wzmocnienia niezbedna dla spelnienia warunku amplitudowego generacji w szerokim zakresie rezystancji dynamicznych mierzonych rezonatorów praktycznie nie wplywa na impedanoje wejsoiowa i wyjsciowa oraz przesuniecie fazy ukladu wzmacniajace¬ go. Tak skonstruowany wzmacniacz odwraca faze o 360° wieo w celu umozliwienia wykorzystania go w ukladzie generacyjnym do pomiaru rezonatorów kwarcowych zastosowano na jego wejsoiu i wyjsciu strojone wspólbieznie obwody rezonansu szeregowego, z któryoh jeden poBiada elemen¬ ty L 1 C dolaczone w zmienionej kolejnosci w stosunku do znanych ukladów generacyjnych z je dno stopniowym wzmacniaczem* Ponadto równolegle do reaktancji laczacej zacisk rezonatora (pomiarowy) z wyjsciem uklsdu wzmacniajacego dolaczone sa elementy R, L, C odpowiadajace impedanoji wejsciowej ukladu wzmaoniajacego a do reaktanoji laczacej drugi zacisk pomiarowy z wejsciem elementy odpowiadajace impedancji wyjsciowej drugiego stopnia wzmaoniaoza. Dzieki temu pomimo róz¬ nicy miedzy impedancja wejsciowa a wyjsciowa ukladu wzmaoniajacego oba obwody rezonansowe sa identyczne co umozliwia uzyskanie wspólbieznosoi ich strojenia i zblizonego do rezystan¬ cji charakteru impedancji wejsciowej i wyjsciowej ukladu generacyjnego.Zaleta ukladu generacyjnego wedlug wynalazku jest zmniejszony w stosunku do istnieja¬ cych ukladów wplyw rozbieznosci miedzy rezystancja uzyta do kalibracji a rezystancja dyna- miozna mierzonego rezonatora. Dzieki temu uklad umozliwia uzyskanie znacznie wiekszyoh do¬ kladnosci pomiaru bez konieoznosci dobierania (metoda kolejnyoh prób) wartosci rezystancji kalibrujacej indywidualnie dla kazdego mierzonego rezonatora. Wystarczajaca jest tu jedno¬ razowa kalibracja rezystancja o wartosci sredniej dla danej partii rezonatorów co uprasz¬ cza i przyspiesza pomiary zwlaszcza w przypadku pomiarów duzych partii w prooesie produkcji.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku bedacym schematem ideowym ukladu.Uklad generacyjny sklada sie ze stopnia wzmaoniajacego o duzej impedancji wejsciowej i wzmocnieniu bliskim jednosci zbudowanego na tranzystorze polowym z izolowana bramka typu MOSFET T^j. Tranzystor pracuje w ukladzie wspólnego zródla. W obwód drenu wlaczony jest re¬ zystor Rg o wartosci ok. 100 zapewniajacy mala impedanoje wyjsciowa tego stopnia. Drugi stopien zbudowany na tranzystorze bipolarnym wielkiej ozestotliwosoi T2 praoujacym w ukla¬ dzie wspólnego emitera posiada regulowane wzmocnienie poprzez zmiane pradu emitera. Do te¬ go oelu sluzy pomocniczy tranzystor T, sterowany z ukladu automatyoznej regulacji amplitu¬ dy (napiecie U2). Zastosowanie tego tranzystora ulatwia pomiar rezystancji dynamicznej re¬ zonatora gdyz napiecie na jego emiterze U^ jest funkcja tej rezystancji. Wzmocnienie drugie¬ go stopnia moze byc regulowane od kilku do kilkuset V/V.Przy maksymalnym wzmocnieniu rezystancja wejsciowa tranzystora Tp jest minimalna i wy¬ nosi ok. 800 jest wiec dla pierwszego stopnia niewielkim obciazeniem. Równolegle do wyjsoia150 780 3 drugiego stopnia dolaczona jest indukoyjnosó L2 obwodu rezonansowego wyjsciowego; Obwód re¬ zonansowy wejsoiowy dolaozony jeat tak, ze równolegle z wejsciem okladu wzmacniajacego wla- ozona jest zmienna pojemnosc CZ1* Indukoyjnosó L. 1 L2 oraz pojemnosci C^ i C22 ^a sobie równe. Takie dolaczenie obwodów rezonansowych zapewnia spelnienie warunku fazowego generacji gdy miedzy zaoiskl W<« a Wp wlaczony jest rezystor badz rezonator (po dostrojeniu obwodów do jego ozestotliwosoi rezonansowej)* Równolegle z indukoyjnoscia L^ wlaczone sa elementy C- i JU odpowiadajace impedanoji wyjsciowej tranzystora Tp (wraz z dolaozonym poprzez CQ oboiazeniem). Równolegle z pojemno¬ scia C2p wlaczone sa elementy Cg i R^ odpowiadajace impedanoji wejsciowej pierwszego stop¬ nia wzmacniajaoego* Dzieki temu oba obwody rezonansowe miedzy zaciskami L i ?2 a masa przedstawiaja soba identyczne impedancje zmieniajaoe sie wspólbieznie w calym zakresie prze- strajania.Zastrzezenia patentowe 1* Uklad generacyjny do pomiaru rezonatorów kwarcowych, umozliwiajacy pomiar czestot¬ liwosci rezonansowej po uprzednim skalibrowaniu przez dolaczenie w miejsce rezonatora re¬ zystora o wartosci zblizonej do rezystancji dynamioznej rezonatora i dostrojenie do czesto¬ tliwosci bliskiej jego ozestotliwosoi rezonansowej, znamienny tym, ze posiada wzmacniacz tranzystorowy o dwóch stopniach odwracajacych faze, którego pierwszy stopien (T.), zwlaszcza na tranzystorze polowym z izolowana bramka, posiada niewielkie wzmocnienie, duza impedancje wejsciowa i niewielka impedancje wyjsciowa, a drugi (T2) posiada wzmoonlenie re¬ gulowane przez uklad automatyoznej regulacji amplitudy generacji przy czym impedancja wej- soiowa drugiego stopnia (T2) w calym sakresie regulaoji wzmocnienia jest wielokrotnie wiek¬ sza od impedanoji wyjsciowej pierwszego stopnia (T^) oraz, ze posiada strojone wspólbieznie obwody rezonansu szeregowego na wejsoiu 1 wyjsciu polaczone tak, ze jesli wejscie pierwsze¬ go stopnia dolaczone jest równolegle do pojemnosci (C2*) to wyjscie drugiego stopnia dola¬ czone jest równolegle do indukcyjnosci (Lp) i na odwrót, a badany rezonator zamyka obwód sprzezenia zwrotnego poprzez pozostale reaktancje obwodów rezonansowych* 2* Uklad wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze posiada dodatkowo elementy R, L, C odpowiadajace impedanoji wejsciowej pierwszego stopnia (R**, Cq) dolaczone równolegle do elementu wyjsciowego obwodu rezonansowego (Cz2), który laczy wyjscie drugiego stopnia z zaciskiem dolaczenia rezonatora (W2) oraz elementy R, L, C odpowiadajace impedanoji wyjscio¬ wej drugiego stopnia (C^, R2) dolaozone równolegle do elementu wejsoiowego obwodu rezonan¬ sowego (L^) który laozy wejscie pierwszego stopnia z zaciskiem dolaczenia rezonatora (W,.)* PL