SU1270723A1 - Method of measuring q-factor of high-merit resonator - Google Patents

Method of measuring q-factor of high-merit resonator Download PDF

Info

Publication number
SU1270723A1
SU1270723A1 SU833591242A SU3591242A SU1270723A1 SU 1270723 A1 SU1270723 A1 SU 1270723A1 SU 833591242 A SU833591242 A SU 833591242A SU 3591242 A SU3591242 A SU 3591242A SU 1270723 A1 SU1270723 A1 SU 1270723A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
resonator
frequency
amplitude
signal
generator
Prior art date
Application number
SU833591242A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илмас Имамович Садыков
Original Assignee
Казанский Физико-Технический Институт Казанского Филиала Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казанский Физико-Технический Институт Казанского Филиала Ан Ссср filed Critical Казанский Физико-Технический Институт Казанского Филиала Ан Ссср
Priority to SU833591242A priority Critical patent/SU1270723A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1270723A1 publication Critical patent/SU1270723A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может бытьиспользовано дл  определени  добротности акустических, Кварцевых и сверхпровод щих резонаторов, обладающих высоким значением этого параметра, по .рйдка . Цель изобретени  повьшение точности измерени  путем устранени  вли ни  дрейфа частоты генератора возбуждени  резонатора. Эта цель достигаетс  тем, что возбуждают резонатор с согласующей системой на резонансной частоте резонатора , измер ют амплитуду сигнала А на выходе согласующей системы и разность частот, соответствующих задайному уровню А от АО и полученных путем модул ции частоты возбуждени  резонатора меандром. Уровень выходного сигнала контролируют как среднее значение его амплитуды и определ ют добротность проходного резонатора по формуле Qnp 1 а/2Д и , где i)a - реi зонансна  частота резонатора; 4|)м (Л амплитуда модул ции частоты возбуждени  соответствующа  уровню А Ao/v2. Дл  резонатора отражательного типа Ai()/2, где А - амплитуда выходного сигнала согласующей системы без резонатора, а добротность 1),/2д1)и;()5 N) 1 з.п. ф-лы,1 ил. о го соThe invention relates to a measurement technique and can be used to determine the quality factor of acoustic, quartz, and superconducting resonators, having a high value of this parameter, in accordance with. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating the influence of the frequency drift of the excitation generator of the resonator. This goal is achieved by exciting a resonator with a matching system at the resonant frequency of the resonator, measuring the amplitude of signal A at the output of the matching system and the difference in frequencies corresponding to the target level A from the active signal and obtained by modulating the excitation frequency of the resonator with a square wave. The output signal level is controlled as the average value of its amplitude and the quality factor of the through-pass resonator is determined by the formula Qnp 1 a / 2D and, where i) a is the resonant frequency of the resonator; 4 |) m (L is the amplitude of the modulation of the excitation frequency corresponding to the level A Ao / v2. For a reflective resonator of the type Ai () / 2, where A is the amplitude of the output signal of the matching system without a resonator, and the quality factor is 1) / 2d1) and; ( ) 5 N) 1 z. f-ly, 1 ill. about go with

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения добротности акустических, кварцевых и сверхпроводящих резонаторов, обладающих высоким значением этого параметра, порядка icH-io9,The invention relates to measuring technique and can be used to determine the quality factor of acoustic, quartz and superconducting resonators having a high value of this parameter, of the order of icH-io 9 ,

Цель изобретения - повышение точности измерения добротности путем устранения влияния дрейфа частоты генератора возбуждения резонатора.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the quality factor by eliminating the influence of frequency drift of the resonator excitation generator.

На чертеже представлена амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) согласующей системы, электрически связанной с измеряемым резонатором. Точка А2 соответствует максимуму АЧХ в отсутствии резонатора. Узкий провал на АЧХ в окрестностях резонансной частоты % резонатора обусловлен потерями в резонаторе. Если частота . генератора возбуждения и амплитуда частотной модуляции δ)η=0, то на выходе резонатора будет сигнал Ао. При увеличении амплитуды модуляции, осуществляемом низкочастотным напряжением типа меандр, сигнал будет возрастать и может быть выбран равным At=(A0+ +А2) /2,The drawing shows the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the matching system, electrically connected to the measured resonator. Point A2 corresponds to the maximum frequency response in the absence of a resonator. A narrow dip in the frequency response in the vicinity of the resonant frequency% of the resonator is caused by losses in the resonator. If the frequency. excitation generator and the amplitude of the frequency modulation δ) η = 0, then the output of the resonator will be a signal And about . With an increase in the modulation amplitude carried out by a low-frequency voltage of the meander type, the signal will increase and can be chosen equal to A t = (A 0 + + A 2 ) / 2,

Измерение добротности производят · следующим образом.The Q-factor is measured as follows.

В первую очередь совмещают известными в радиотехнике методами максимум Аг АЧХ согласующей системы (индуктивно-емкостного резонансного контура) с резонансной частотой ι)Λ резонатора. Требуемое отношение А;,/Ао (коэффициент связи) получают надлежащим выбором величины связи исследуемого резонатора с. согласующей системой 1. Для более точного измерения параметра Ао частоту генератора настраивают на частоту по минимуму показания вольтметра и производят отсчет Ао. Амплитуду измеряют при отключенном резонаторе или на частоте генератора, сдвинутой от % на величину дб , превышающую полуширину резонанса резонатора, как минимум, на порядок. При этом резонансная частота согласующей системы должна быть также сдвинута на величину , Для получения A ν настраивают генератор на частоту и подают на управляющий вход этого генератора низкочастотное напряжение типа меандр и сигнал первой производной с выхода синхронного детектора первой гармоники. Если правильно выбрана фаза опорного напряжения (0 или 180°), подаваемого на синхронный детектор, то частота генератора оказывается привязанной к частоте резонатора. Затем регулировкой амплитуды модуляции устанавливают на контуре сигнал (напряжение) Ао равное полусумме сигналов А2 и Ао. Соответствующая этому уровню амплитуда модуляции л)м может быть измерена известным в радиотехнике методом: измерением числа биений частоты генератора ι) + с частотой)^ дополнительного генератора, близкой к в течение времени, как минимум, на порядок превышающего период меандра. Таким путем величину δι)μ можно измерить с большой точностью, поскольку при предложенном методе модуляции дрейф частоты Oq в интервале не проявляется в точности измерения, При использовании современных цифровых вольтметров параметры Ао, А^ и Аг могут быть измерены также с большой точностью.First of all, the maximum A g frequency response of the matching system (inductive-capacitive resonant circuit) with the resonant frequency ι) Λ of the resonator is combined using methods known in radio engineering. Required ratio A ; , / A o (coupling coefficient) is obtained by appropriate selection of the coupling magnitude of the investigated resonator c. matching system 1. For a more accurate measurement of parameter A about, the frequency of the generator is tuned to the minimum frequency of the voltmeter and readout A about . The amplitude is measured with the resonator turned off or at the generator frequency shifted from% by a dB value that exceeds the resonator half-width by at least an order of magnitude. In this case, the resonant frequency of the matching system must also be shifted by a value.To obtain A ν, the generator is tuned to the frequency and a low-frequency square wave voltage and the signal of the first derivative from the output of the synchronous detector of the first harmonic are fed to the control input of this generator. If the phase of the reference voltage (0 or 180 °) applied to the synchronous detector is correctly selected, then the frequency of the generator is tied to the frequency of the resonator. Then, by adjusting the amplitude of the modulation, a signal (voltage) A about equal to the half-sum of signals A 2 and A about is set on the circuit. The modulation amplitude l) m corresponding to this level can be measured by a method known in radio engineering: by measuring the number of beats of the generator frequency v) + with the frequency) ^ of an additional generator, close to over a period of time at least an order of magnitude longer than the meander period. In this way, the quantity δι) μ can be measured with great accuracy, since with the proposed modulation method the frequency drift Oq in the interval does not manifest itself in the measurement accuracy.With the use of modern digital voltmeters, the parameters A o , A ^ and A r can also be measured with great accuracy.

Claims (2)

Изобретение относитс  к измеритель .ной технике и может быть исполь зовано дл  определени  добротности акустических, кварцевых и сверхпровод щих резонаторов, обладающих высоким значёнй ем этого параметра, по р дка 10- 0, Цель изобретени  - повышение точ ности измерени  добротности путем устранени  вли ни  дрейфа частоты генератора возбуждени  резонатора. На чертеже представлена амплитуд но-частотна  характеристика (АЧХ) согласующей системы, электрически св занной с измер емым резонатором. Точка А2 соответствует максимуму АЧХ в отсутствии резонатора. Узкий провал на АЧХ в окрестност х резонансной частоты резонатора обусловлен потер ми в резонаторе„ Если частота генератора возбуждени  , и амплитуда частотной модул . ции , то на выходе резонатора будет сигнал А. При увеличении амплитуды модул ции, осуществл емом низкочастотным напр жением типа меандр , сигнал А будет возрастать и может быть выбран равным (Ац-ь )/The invention relates to a gauge. Technique and can be used to determine the quality factor of acoustic, quartz and superconducting resonators with a high value of this parameter, in the order of 10-0. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the quality factor by eliminating the effect of drift resonator excitation generator frequency. The drawing shows the amplitude but-frequency response (AFC) of the matching system electrically connected to the measured resonator. Point A2 corresponds to the maximum frequency response in the absence of a resonator. A narrow dip in the frequency response in the vicinity of the resonant frequency of the resonator is caused by losses in the resonator if the frequency of the excitation generator and the amplitude of the frequency module. signal, then the output of the resonator will be signal A. With an increase in the modulation amplitude, carried out by a low-frequency voltage such as a square wave, the signal A will increase and can be chosen equal to (A-l) / 2. Измерение добротности п-роизвод т следующим образом. В первую очередь совмещают извес ными в радиотехнике методами максимум А АЧХ согласующей систем1 1 (индуктивно-емкостного резонансного контура) с резонансной частотой i) резонатора. Требуемое отношение А;,/Ад (коэффициент св зи) получают надлежащим выбором величины св зи исследуемого резонатора с согласующей системой 1, Дл  более точного и мерени  параметра А у частоту генера тора настраивают на частоту с по минимуму показани  вольтметра и про извод т отсчет АО, Амплитуду А, измер ют при отключенном резонаторе или на частоте генератора сдвинуто от HI на величину Д1 , пре-вьшк-иощую полуширину резонанса резонатора, как минимум, на пор док. При этом резонансна  частота согласуюп1ей сис темы должна быть также сдвинута на величину v , Дл  получени  А настраивают генератор на частоту i) и подают на управл ющий вход этого генератора низкочастотное напр жени типа меандр и сигнал первой производ ной с выхода синхронного детектора первой гармоники. Если правильно выбрана фаза опорного напр жени  (О или 180) подаваемого на синхронный детектор, то частота генератора оказываетс  прив занной к частоте резонатора. Затем регулировкой амплитуды модул ции устанавливают на контуре сигнал (напр жение) А, равное полусумме сигналов А и А. Соответствующа  этому уровню амплитуда модул ции dt) может быть измерена известным в радиотехнике методом: измерением числа биений частоты генератора |) t Л() с частотой i)o дополнительного генератора, близкой к ()„ в течение времени, как минимум, пор док превышающего период меандра. Таким путем величину At), можно измерить с большой точностью, поскольку при предложенном методе модул ции дрейф частоты Dq в интервале не про вл етс  в точности измерени , При использовании современных цифровых вольтметров параметры А, А и Aj могут быть измерены также с большой точностью. Формула изобретени  . Способ измерени  добротности высокодобротного резонатора, заключаюпщйс  в том, что возбуждают резонатор с согласующей системой на резонансной частоте, измер ют амплитуду сигнала А на выходе согласующей системы и разность частот, соответствующих заданному уровню А от А, определ емому способом включени  резонатора в измерительную систему, о т лич ающий с  тем, что,, с целью повышени  точности измерени , модулируют частоту возбуждени  меандром и контролируют уровень выходного сигнала А., как среднее значение его амплитуды, а добротность определ ют по формуле (проходной резонатор) Qnp 1)а. резонансна  частота резонатора; амплитуда модул ции частоты возбуждени  резонатора, .соответствующа  уровню . . 2, Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что дл  резонатора отражательного типа измер ют дополнительно амплитуду Ад выходного сигнала согласующей системы без резонатора , уровень А выходного сигнала, при котором производитс  отсчет v ,2. The measurement of quality factor is produced as follows. First of all, the methods used are the methods used for methods known as the maximum of the AFC of matching system 1 1 (inductive-capacitive resonant circuit), which are known in radio engineering, with the resonant frequency i) of the resonator. The required ratio А;, / Hell (coupling coefficient) is obtained by an appropriate choice of the coupling value of the resonator under investigation with matching system 1, To more accurately and measure the parameter A, the oscillator frequency is tuned to the frequency with the minimum voltmeter reading and the AO is measured. Amplitude A is measured when the resonator is turned off or at the generator frequency shifted from HI by the value D1, the pre-peak half-width of the resonance of the resonator, at least in order of magnitude. In this case, the resonant frequency of the system should also be shifted by the value of v. To obtain A, the generator is tuned to the frequency i) and the low frequency voltage of the square wave type and the first derivative signal from the synchronous first harmonic detector output to the control input of this generator. If the phase of the reference voltage (O or 180) supplied to the synchronous detector is correctly chosen, the oscillator frequency will be tied to the resonator frequency. Then, by adjusting the modulation amplitude, a signal (voltage) A equal to half the signals A and A is set on the circuit. The modulation amplitude dt) corresponding to this level can be measured by a method known in radio engineering: by measuring the number of frequency beats of the generator |) tL () s frequency i) o of an additional generator close to () for a period of time, at least, of the order exceeding the meander period. In this way, the value of At) can be measured with great accuracy, since with the proposed modulation method, the frequency drift Dq in the interval does not appear to be accurately measured. With modern digital voltmeters, the parameters A, A and Aj can also be measured with great accuracy. Claims. The method of measuring the Q-factor of a high-quality resonator, which involves exciting a resonator with a matching system at the resonant frequency, measures the amplitude of the signal A at the output of the matching system and the difference of the frequencies corresponding to a given level A from the measuring system determined by the method of incorporating the resonator into the measuring system, which, in order to improve the measurement accuracy, modulate the excitation frequency of the meander and control the level of the output signal A., as the average value of its amplitude, and soundly be determined according to the formula (transition resonator) Qnp 1) a. resonant frequency of the resonator; amplitude modulation of the excitation frequency of the resonator, corresponding to the level. . 2, the method according to claim 1, 1 and 2 with the fact that the reflective type resonator is additionally measuring the amplitude Ad of the output signal of the matching system without a resonator, the output level A, at which v is read, задают из соотношени  Aj (A2--A,,)/2, а добротность определ ют по фоп.лспеis determined from the ratio Aj (A2 - A ,,) / 2, and the quality factor is determined by the fop. П - ( Х- P - (X- k-4k-4
SU833591242A 1983-05-10 1983-05-10 Method of measuring q-factor of high-merit resonator SU1270723A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833591242A SU1270723A1 (en) 1983-05-10 1983-05-10 Method of measuring q-factor of high-merit resonator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833591242A SU1270723A1 (en) 1983-05-10 1983-05-10 Method of measuring q-factor of high-merit resonator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1270723A1 true SU1270723A1 (en) 1986-11-15

Family

ID=21063438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833591242A SU1270723A1 (en) 1983-05-10 1983-05-10 Method of measuring q-factor of high-merit resonator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1270723A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Физическа акустика, т. 4А. /Подред. У. Мазона, М.: Мир, 1969, с. 139; Приборы дл научных исследований, 1968, № 11, с. 7-9. Там же, 1972, № 7, с. 59. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4122408A (en) Frequency stabilization utilizing multiple modulation
US4422154A (en) Temperature compensation of tunable acoustic optical filters
US4321537A (en) Fourier transform nuclear magnetic resonance spectrometer
SU1270723A1 (en) Method of measuring q-factor of high-merit resonator
RU2332659C1 (en) Method of measurement of fluid physical properties
US3753097A (en) Gyromagnetic resonance spectrometers
SU859958A2 (en) Quartz resonator parameter measuring device
SU752197A1 (en) Transformation coefficient meter
SU1370537A2 (en) Device for determining structure,quantity and heterogeneity of inner magnetic field of magnetically regulated crystals
SU864081A1 (en) Method of registering absorption signals ofelectron paramagnetic resonance
SU309628A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE VARIABLES OF THE VIBRATIONAL SYSTEM
SU721765A1 (en) Quantum meter of high-stability oscillation characteristics
SU1354134A1 (en) Method of determining frequencies of resonator half power
Jeener Frequency Stabilization Scheme for the Pound‐Watkins Rf Spectrometer
US3178636A (en) Magnetic field measuring methods and apparatus
SU1539698A1 (en) Method of local measurement of saturation magnetization of ferrite film
SU789932A1 (en) Magnetic flux meter
SU1120271A1 (en) Viscosity measuring device
US3267373A (en) Resonance bridge or frequency discriminator circuit and sensing system
SU866493A1 (en) Device for measuring coefficient of harmonics
SU602843A1 (en) Nuclear magnetic resonance radio spectrometer
SU693230A1 (en) Pulsed spectrometer of electron paramagnetic resonance
SU1514920A1 (en) Inclinometer azimuth converter
SU873162A1 (en) Method of measuring electric field intensity
SU444134A1 (en) Coefficient of communication coefficient