Opublikowano: 7.YIII.1964 48396 KI. 21 a4 10 MKP «03ff GOAnr 2Rfg) UKD Wspóltwórcy wynalazku: inz. Janusz Aniol, inz. Michal Szczecinski, inz.Witold Borowski, inz. Zygmunt Kobylinski, inz. Bogdan Glebocki Wlasciciel patentu: Zaklady Radiowe im. Marcina Kasprzaka Przedsie¬ biorstwo Panstwowe Warszawa (Polska) Sposób pomiaru czestotliwosci i aktywnosci rezonatorów kwarcowych Przedmiotem wynalazku jest siposplb pomiaru czestotliwosci i aktywnosci rezonatorów kwarco¬ wych podczas obróbki technologicznej.Wynalazek ma zastosowanie przy masowej pro¬ dukcji rezonatorów kwarcowych, zas zestaw przy¬ rzadów pomiarowych wykonanych dla przeprowa¬ dzania pomiarów wedlug sposobu bedacego przed¬ miotem wynalazku, pozwoli na wyeliminowanie stosowanej dotychczas kosztownej aparatury.Znany siposób pomiaru czestotliwosci stosowany przy produkcji rezonatorów kwarcowych podany jest na schemacie blokowym na fiig. 1, gdzie bada¬ ny rezonator kwarcowy 1, umieszczony w galezi cz^wórniku 2, pobudzany jest do drgan za pomoca generatora 3. Woltomierz selektywny 4, zalaczony na wyjsciu czwórnika 2, mierzy napiecie wielkiej czestotliwosci i jednoczesnie jest wskaznikiem do¬ strojenia rezonatora kwarcowego do rezonansu.Napiecie wielkiej czestotliwosci podawane jest z wejscia czwórnika 2 na falomierz dekadowy 5, z którego po obnizeniu czestotliwosci, podawane jest na licznik cyfrowy 6.Opisany sposób nie pozwala na przeprowadzanie ciaglego pomiaru czestotliwosci rezonatora kwar¬ cowego podczas obróbki technologicznej, jodkowa- nia lub dopylania (dla zwiejkszenia grubosci war- 15 20 25 stwy srebra na plytce kwarcu) i podgrzewania, poniewaz licznik cyfrowy 5 podaje wynik okreso¬ wo. Okresowy pomiar zwieksza blad dobrania cze¬ stotliwosci rezonatorów kwarcowych oraz prze¬ dluza czas trwania procesu technologicznego.Wymienionych wad nie posiada siposób pomiaru, bedacy przedmiotem wynalazku, którego istota po¬ lega na ciaglym jednoczesnym pomiarze w czasie procesów produkcyjnych czestotliwosci i aktywno¬ sci rezonatorów kwarcowych, przy uzyciu znanej metody okreslania czestotliwosci rezonatora za po¬ moca pomiaru czestotliwosci róznicowej uzyski¬ wanej ze zmieszania czestotliwosci generatora z rezonatorem kwarcowym badanym i generatora z rezonatorem kwarcowym wzorcowym, którego czestotliwosc pomierzona zostala uprzednio w ukladzie standardowym, oraz znanej metody okreslania aktywnosci rezonatora kwarcowego za pomoca miernika, wskazujacego wielkosc pradu isiatiki generatora.Na fig. 2 przedstawiony jest schemat blokowy ukladu dla wykonywania pomiarów wedlug sposo¬ bu, bedacego przedmiotem wynalazku.W ukladzie przedstawionym na fig. 2, prad zmlienny wytworzony w generatorze kwarcowym 1, o czestotliwosci drgan zalaczonego rezonatora48396 kwarcowego wzorcowego 2, przez separator 4, oraz prad zmienny wytworzony w generatorze 5, o cze¬ stotliwosci drgan zalaczonego rezonatora kwarco¬ wego badanego 6, przez separator 8, mieszaja sie w mieszaczu 9 i otrzymana czestotliwosc róznico¬ wa poprzez filtr dolnoprzepustowy 10, uklad ogra¬ niczajacy amplitude 11, uklad formujacy impulsy 12, uklad stalej czasu 13, mierzona jest wychylo- wym miernikiem czestotliwosci 14. Do korekcji bledów wskazan miernika czestotliwosci 14, sluzy generator cechujacy 15, wlaczany wylacznikiem 16.Dla kontroli akustycznej, czestotliwosc róznicowa z mieszacza 10, podawana jest przez wzmacniacz 17, na glosnik 18.Jednoczesnie z kontrola czestotliwosci przepro¬ wadzany jest staly pomiar aktywnosci rezonato¬ rów kwarcowych przez równoczesne mierzenie pradu siatki w generatorze 1, za pomoca mierni¬ ka 3 i w generatorze 5, za pomoca miernika 7.Generatory 1 i 5 pracuja w identycznych ukla¬ dach Pierce'a lub Butler'a, w zaleznosci od zakre¬ su czestotliwosci rezonatorów kwarcowych 2 i 6.Pomiary przeprowadzane sa w sposób ciagly przy dobieraniu czestotliwosci drgan rezonatorów kwarcowych przez zwiekszanie masy, np. droga dopylania lub jodkowania.Ten sposób przeprowadzania pomiarów pozwala na natychmiastowe przerwanie procesu technolo¬ gicznego z chwila osiagniecia przez badany rezo¬ nator kwarcowy wymaganej czestotliwosci drgan.Odmiana sposobu pomiaru bedacego przedmio¬ tem wynalazku, jest sposób okreslania czestotli¬ wosci badanego rezonatora kwarcowego za pomoca metody podwójnego porównywania czestotliwosci jednego z badanych rezonatorów, uznanego dla serii badanych rezonatorów jako podwzorcowy, raz z rezonatorem wzorcowym o czestotliwosci znanej, zmierzonej w standardowym ukladzie z czwórnikiem, drugi raz z badanym rezonatorem kwarcowym, oraz okreslenie czestotliwosci rezo¬ natora badanego wzgledem czestotliwosci rezona¬ tora wzorcowego.Odmiana sposobu pomiaru, bedacego przedmio¬ tem wynalazku, wykonywana jest równiez wedlug ukladu blokowego przedstawionego na fig. 2 z tym, ze po dostrojeniu generatora 1, do czestotliwosci rezonatora wzorcowego 2 i generatora 5, do cze¬ stotliwosci, jednego z serii, badanego rezonatora 6, uznaje sie tak pomierzony rezonator 6 za podwzor¬ cowy i porównywa sie z nim inny badany rezona¬ tor, umieszczajac go zamiast rezonatora wzorco¬ wego 2, w obwodzie generatora 1. Czestotliwosc re¬ zonatora badanego okresla sie za pomoca pomiaru czestotliwosci róznicowej rezonatorów: badanego i podwzorcowego, przy czym, w ciagu serii pomia¬ rów nie zmienia sie strojenia generatorów 1 i 5.Jednoczesnie porównuje sie aktywnosci rezona¬ tora badanego i podwzorcowego, za pomoca pomia¬ ru pradu siatki generatorów 1 i 5.Wykonane, wedlug odmiany sposobu, bedacego przedmiotem wynalazku, pomiary czestotliwosci mozna przedstawic, jako zaleznosci: gdzie-: fpw — oznacza czestotliwosc rezonatora pod¬ wzorcowego, fw — czestotliwosc rezonatora wzorcowego, 5 fb — czestotliwosc rezonatora badanego, AU — pomierzona czestotliwosc róznicowa, otrzymana ze zmieszania czestotliwosci rezonatora wzorcowego i podwzorcowego, Ai2 — pomierzona czestotliwosc róznicowa, 10 otrzymana ze zmieszania czestotliwosci rezonatora badanego i podwzorcowego, Aih — obliczona odchylke czestotliwosci rezona¬ tora badanego od czestotliwosci rezonato¬ ra wzrocowego. 15 Ostatecznie czestotliwosc rezonatora badanego mozna przedstawic jako: fb = fw + Afh. (4) 20 O ile czestotliwosc rezonatora wzorcowego — fw, pomierzona metoda standardowa, odbiega od cze¬ stotliwosci rezonatora nominalnego nice: 25 30 40 45 50 AU — fw ^norn- wzór (3) mozna przedstawic jako: fb - fnom = Alh + Af3. (5) (6) Opisana odmiana sposobu pomiaru, bedacego przedmiotem wynalazku, umozliwia zastosowanie do pomiarów czestotliwosci rezonatorów kwarco- gn wych, zamiast rezonatorów o czestotliwosci nomi¬ nalnej, rezonatorów wybranych z badanej serii.Równiez przez zastosowanie sposobu pomiaru czestotliwosci rezonatorów badanych po wlaczeniu ich na miejsce rezonatora wzorcowego do obwodu generatora 1, dostrojonego do czestotliwosci rezo¬ natora wzorcowego, unika sie potrzeby kazdorazo¬ wego strojenia obwodu generatora z rezonatorem badanym. PL