SU1456912A1

SU1456912A1 - Устройство дл измерени частот резонанса и антирезонанса электромеханического резонатора

Info

Publication number: SU1456912A1
Application number: SU864166589A
Authority: SU
Inventors: Яков Яковлевич Ланг
Original assignee: Предприятие П/Я М-5209
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1989-02-07

Abstract

Изобретение служит дл сокращени времени измерений частот резонанса и антирезонанса электромеханических резонаторов. Устройство содержит компаратор 1, RS-триггер 2, генератор (Г) 3 линейно измен ющегос напр жени , коммутатор 4, Г 5 качающейс частоты, четырехполюсник 6 с измер емым резонатором, фазовый детектор 7 и дифференциатор 8. Введение корректора 9 скорости линейно измен ющегос напр жени уменьшает скорость изменени частоты Г 5 качающейс частоты вблизи резонансной (антирезонансной) частоты резонатора . Это позвол ет увеличить начальную скорость изменени частоты прокачки и уменьшить врем поиска резонанса до 0,2 с в диапазоне частот 100-150 кГц. 1 з.п.ф-лы, i ил.

Description

4ii 01

о:

Изобретение относитс к технике измерений и может быть использовано дл измерени параметров пьезоэлект- рических и магнитострикционных резонаторов .

Целью изобретени вл етс сокращение времени измерений.

На чертеже приведена структурна схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные компаратор 1, RS-триг гер 2, генератор 3 линейно измен ющегос напр жени , коммутатор А и генератор 5 качающейс частоты, четырехполюсник 6 с измер емым резонатором, последовательно соединенные фазовый детектор 7, дифференциатор 8 и корректор 9 скорости линейно измен ющегос напр жени , частотомер 10, усилитель 11 посто нного тока, первую и вторую клеммы 12 и 13 устройства дл подключени четырехполюсника с измер емым резонатором и клемму 14 Пуск устройства.

Компаратор 1 выполнен на микросхеме К521САЗ. Инверсньш вход .компаратора 1 соединен с выходом фазового детектора, а пр мой вход - с общим проводом устройства (не показано). Генератор 3 линейно измен ющегос напр жени выполнен по схеме интегратора со сбросом и с управлением от RS-триггера 2..Генератор 5 качающейс частоты содержит LC-автогене- ратор с варикапом. Варикап соединён с управл ющим входом генератора 5 качающейс частоты через резистор. Четырехполюсник 6 с измер емым резонатором содержит два резистора со- противлениег 600 Ом. Первьй вьшод первого резистора вл етс входом, а вывод второго резистора - выходом четырехполюсника 6. Второй вывод второго резистора соединен .с общим проводом устройства (не показано ) .

Резонатор соединен с вторым выводом первого резистора и первым выводом второго резистора при измерении резонансной частоты. При измерении антирезонансной частоты резонатор подключен параллельно второму резистору . При этом второй вывод первого резистора соединен с первым выводом второго резистора. Корректор 9 скорости линейно измен ющегос напр жени вьшолнен в виде после ;овательно соединенных двухполупериодного выпр мител и аналогового делител напр жени .

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии RS-триггер 2 . находитс в Нулевом состо нии, коммутатор 4 находитс в положении 2 , напр жение на выходе генератора 3 равно нулю. По команде Пуск RS-триггер 2 переходит в единичное состо ние , включа генератор 3 и переключа коммутатор 4 в -положение 1, Генератор 3.формирует линейно измен ющеес напр жение, которое измен ет частоту генератора 5 в диапазоне частот , охватывакщем частоты резонанса и антирезонанса резонатора, Б начале диапазона изменени частоты генератора 5 сдвиг фазы четырехполюсника 6 с измер емыми резонатором близок к . 1Г/2. При этом выходное напр жение фазового детектора 7 максимально, а на выходе дифференциатора 8 напр жение

близко к нулю. На выходе корректора 9 напр жение максимально. В этом случае на интегратор генератора 3 поступает максимальное напр жение, поэтому скорость изменени напр жени на его выходе и скорость изменени частоты генератора 5 максимальны .

С приближением частоты генератора 5 к резонансной частоте измер емого

резонатора напр жение на выходе фазового детектора. 7 начинает уменьшатьс . На выходе дифференциатора 8 по- . вл етс отрицательное напр жение, пропорциональное скорости изменени

напр жени на вьпсоде фазового детектора 7. Это приводит к уменьшению напр жени на выходе корректора 9 и к уменьшению скорости изменени частоты генератора 5 вблизи резонансной

частоты. Изменение частоты генератора 5 продолжаетс до тех пор, пока напр жение на выходе фазового детектора 7 не достигнет нулевого уровн . При этом срабатывает компаратор 1,

которьш устанавливает RS-триггер 2 в нулевое состо ние. Если бы изменение частоты происходило с посто нной максимальной скоростью, то резо.нанс- на частота была бы изменена с погрешностью , так как перепад напр жени на выходе фазового детектора 7 бьш бы недостаточным дл срабатывани компаратора 1. Этб объ сн етс тем, что при высокой скорости линей3

но измен ющегос напр жени врем возбуждени колебаний в исследуемом резонаторе значительно меньше посто нной времени установлени колебаний , определ емой добротностью исследуемого резонатора, т.е. .частота генератора 5 находитс вблизи резонансной частоты в течение времени, недостаточного дл возбуждени ко- лебаний в испытуемом резонаторе.

Уменьшение скорости изменени частоты генератора 5 вблизи резонансной частоты измер емого резонатора обеспечивает точное воспроизведение фазочастотной характеристики измер емого резонатора на выходе фазового детектора 7 и уверенное обнаружение резонанса при переходе фазочастотной характеристики через нуль. После ус- тановки RS-триггера 2 в нулевое состо ние коммутатор 4 переводитс в положение 2, в результате чего выход фазового детектора 7 через усилитель 11 посто нного тока подклю чаетс к элементу перестройки частоты генератора 5. Происходит точное дослеживание резонансной частоты системой фазовой автоматической подстройки частоты генератора 5. После достижени точной настройки на частоту резонанса происходит измерение ее частотомером 10.

Сокращение времени измерений достигаетс за счет уменьшени скорости изменени частоты генератора 5 вблизи резонансной (антирезонансной) частоты резонатора. Это позвол ет увеличить начальную скорость изменени частоты прокачки и уменьшить врем поиска резонанса (антирезонанса ) до 0,2 с в диапазоне частот (100 - 150) кГц. Ввиду того, что скорость изменени частоты генератора 5 вблизи резонансной частоты мала и напр жение, пропорциональное частоте резонанса (антирезонанса), фиксируетс компаратором при переходе напр жени на выходе фазового детектора через нуль-, то возможность про- пуска резонансной (антирезонансной) частоты отсутствует. Поэтому начальна расстройка. в системе фазовой ав- топодстройки частоты генератора 5

5 0 5 о

0 5 Q

5

12

после перевода коммутатора и в положение 2 мала, что и уменьшает врем переходных процессов в устройстве .

Claims

1. Устройство дл измерени частот резонанса и антирезонанса электромеханического резонатора, содержащее последовательно соединенные генератор качакщейс частоты, четырехполюсник с измер емым резонатором, фазовый детектор, усилитель посто нного тока и коммутатор, выход которого соединен с управл ющим входом генератора качающейс частоты, первый выход которого соединен с опорным входом фазового детектора, а второй выход генератора качающейс частоты подключен к входу частотомера, выход фазового детектора соединен с входом дифференциатора, выход генератора линейно измен ющегос напр жени соединен с вторым входом коммутатора, управл ющий вход которого соединен выходом RS-триггера, первый вход которого соединен с шиной Пуск устройства , а второй вход RS-триггера подключен к выходу компаратора, отличающеес тем, что, с целью сокращени времени измерений, в него введен корректор скорости линейно измен ющегос напр жени , при этом выход дифференциатора через корректор скорости линейно измен ющегос напр жени подключен к входу генератора линейно измен ющегос напр жени , вьтолненного с регулируемой .крутизной линейно измен ющегос , напр жени , управл ющий вход которого соединен с выходом RS-триггера , выход фазового детектора соединен с сигнальным входом компаратора .

2. Устройство по п.1, о т л и - чающее с тем, что корректор скорости линейно измен ющегос напр жени выполнен в виде последовательно соединенных двухполупериод- ного выпр мител и аналогового делител .