SU1541534A1 - Device for measuring statistic parameters of crystal vibrators - Google Patents
Device for measuring statistic parameters of crystal vibrators Download PDFInfo
- Publication number
- SU1541534A1 SU1541534A1 SU884453236A SU4453236A SU1541534A1 SU 1541534 A1 SU1541534 A1 SU 1541534A1 SU 884453236 A SU884453236 A SU 884453236A SU 4453236 A SU4453236 A SU 4453236A SU 1541534 A1 SU1541534 A1 SU 1541534A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- meter
- instantaneous voltage
- voltage
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл измерени статических параметров кварцевых резонаторов. Цель изобретени - повышение быстродействи измерени за счет исключени времени на перенастройку коэффициента передачи масштабного преобразовател при изменении диапазонов измерени параметров кварцевого резонатора - достигаетс путем введени новых функциональных св зей, а также выбора момента времени поступлени синхроимпульса на управл ющий вход второго измерител мгновенных значений напр жени T2 равным 2T1+ΔТсн, где T1 - момент времени поступлени синхроимпульса на управл ющий вход первого измерител мгновенных значений напр жени . В результате этого не требуетс перенастройки коэффициента передачи масштабирующего преобразовател (КМП=2) при переходе с одного диапазона измерени измер емых параметров кварцевого резонатора на другой, что значительно упрощает настройку устройства. 2 ил.The invention relates to instrumentation engineering and can be used to measure the static parameters of quartz resonators. The purpose of the invention is to increase measurement speed by eliminating the time for reconfiguring the transfer coefficient of a scale converter when changing the measurement ranges of the parameters of a quartz resonator - by introducing new functional connections, as well as choosing the time of arrival of the sync pulse to the control input of the second meter of instantaneous voltage values 2 equal to 2T 1 + ΔT cf , where T 1 is the time instant of arrival of the sync pulse to the control input of the first meter of instantaneous voltage values. As a result, the transfer coefficient of the scaling converter (K MP = 2) is not required when switching from one measurement range of the measured parameters of the crystal to another, which greatly simplifies the setup of the device. 2 Il.
Description
Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл измерени статических параметров кварцевых резонаторов, а именно статической емкости и сопротивлени изол ции.This invention relates to an instrumentation technique and can be used to measure the static parameters of quartz resonators, namely, static capacitance and insulation resistance.
Цель изобретени - повышение быстродействи измерени за счет исключени времени на перенастройку коэффициента передачи масштабного преобразовател при изменении диапазонов измерени параметров кварцевого резонатора .The purpose of the invention is to increase the measurement speed by eliminating the time for reconfiguration of the transfer coefficient of the scaler when changing the measurement ranges of the parameters of the quartz resonator.
На фиг.1 представлена функциональна схема устройства-, на фиг.2 - полна эквивалентна схема замещени кварцевого резонатора.Fig. 1 shows a functional diagram of the device; Fig. 2 shows a complete equivalent circuit for replacing a quartz resonator.
Устройство содержит блок 1 синхронизации , источник 2 опорного напр жени , клеммы 3 дл подключени кварцевого резонатора, операционный усилитель k, опорный конденсатор 5 (Со), первый 6 и второй 7 измерители мгновенных значений напр жени , масштабирующий преобразователь 8, первый 9и второй 10 блоки вычитани , компаратор 11 .The device contains a synchronization unit 1, a reference voltage source 2, a terminal 3 for connecting a quartz resonator, an operational amplifier k, a reference capacitor 5 (Co), the first 6 and second 7 instantaneous voltage meters, a scaling converter 8, the first 9 and the second 10 blocks subtraction, comparator 11.
Выход источника 2 опорного напр жени (ИОН) соединен с одной из клемм 3 дл подключени кварцевого резонаСПThe output of the source of the reference voltage (ION) is connected to one of the terminals 3 for connecting a quartz resonance
4four
слcl
соwith
4.four.
тора (КР), друга клемма дл подключени КР соединена при этом с инвертирующим входом операционного усилител (ОУ) 4, в цепь отрицательной обратной св зи которого включен опорный конденсатор 5 (С0), неинвертирующий вход ОУ соединен с общей шиной устройства, а выход ОУ - с входами первого измерител 6 мгновенных эна- чений напр жени (ИМЗН1), второго измерител 7 мгновенных значений напр жени (ИМЗН2) и первым входом второго блока 10 вычитани (БВ2), при этом второй вход второго блока 10 вы читани соединен с выходом первого блока 9 вычитани (БВ1), а выход - с вторым входом компаратора 11, первый вход которого соединен с выходом источника 2 опорного напр жени .torus (CR), another terminal for connecting the RC is connected to the inverting input of the operational amplifier (op-amp) 4, the negative capacitor circuit of which includes the reference capacitor 5 (C0), the non-inverting op-amp input is connected to the common bus of the device, and the output of the op-amp - with the inputs of the first meter 6 instantaneous voltage outputs (IMZN1), the second meter 7 instantaneous voltage values (IMZN2) and the first input of the second subtraction unit 10 (BV2), while the second input of the second reading unit 10 is connected to the output of the first block 9 subtraction (BV1), and in The output is from the second input of the comparator 11, the first input of which is connected to the output of the source 2 of the reference voltage.
Выход первого измерител 6 мгновенных значений напр жени соединен через масштабирующий преобразователь 8 с первым входом первого блока 9 вычитани , второй вход которого соеди- нен с выходом второго измерител 7 мгновенных значений напр жени . ПепThe output of the first meter 6 instantaneous voltage values is connected via a scaling converter 8 to the first input of the first subtraction unit 9, the second input of which is connected to the output of the second meter 7 instantaneous voltage values. Pep
. Q 5 . Q 5
5 five
00
вый выход блока 1 синхронизации соединен с входом синхронизации источника 2 опорного напр жени , второй выход - с входом синхронизации первого измерител 6 мгновенных значений напр жени , третий выход - с входом синхронизации второго измерител 7 мгновенных значений напр жени .The output of the synchronization unit 1 is connected to the synchronization input of the source 2 of the reference voltage, the second output is connected to the synchronization input of the first meter 6 instantaneous voltage values, the third output is connected to the synchronization input of the second meter 7 instantaneous voltage values.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Блок 1 синхронизации вырабатывает синхроимпульсы, которые управл ют работой источника 2 опорного напр жени , на выходе последнего формируетс последовательность однопол рных пр моугольных импульсов амплитудой U«, поступающа через кварцевый резонатор , подключенный к клеммам, на вход операционного усилител +, в цепь отрицательной, обратной св зи которого включен опорный конденсатор 5 емкостью С0,The synchronization unit 1 generates sync pulses that control the operation of the source 2 of the reference voltage. At the output of the latter, a sequence of unipolar rectangular pulses of amplitude U "is input through a quartz resonator connected to the terminals, to the input of the operational amplifier +, to the negative, reverse circuit the connection of which includes a reference capacitor 5 with a capacity of C0,
Выходное напр жение ПУ в зависимости от соотношени эквивалентных параметров КР описываетс одним из выраженийOutput voltage PU depending on the ratio of equivalent parameters of the RC is described by one of the expressions
Ґ4Ґ4
оу (Оoh (oh
JJ
при o 3-ot (1with o 3-ot (1
9)1 + УЈСсг + 9) 1 + WS +
JGOCoRu3JGOCoRu3
, - sin(wt ио ,w- sin (wt io, w
a2 a2
+ ЦоСст. + Uot C0C0RU3+ Cost + Uot C0C0RU3
fec,-,, + aL) + UsCiL + Ьц fec, - ,, + aL) + UsCiL + hz
при о - a2with o - a2
УаС,Г e;njv 1 + U2t C0 - n - m mn -1 UaS, G e; njv 1 + U2t C0 - n - m mn -1
при u a2at u a2
при cjj a2with cjj a2
где Осwhere is os
R«R "
2L,2L,
GOGO
ii
U)2 6U) 2 6
. oO. oo
arctg -;arctg -;
dd
-n -a + -j-n -a + -j
a2 -U)|;a2 -U) |;
- - 4a2 - 00J . L, , С, - динамические параметры кварцевого резонатора (фиг.2); СсТ - статическа емкость кварцевого резонатора ,- - 4a2 - 00J. L, C, are the dynamic parameters of a quartz resonator (Fig. 2); CST is the static capacitance of a quartz resonator,
9)1 + УЈСсг + 9) 1 + WS +
JGOCoRu3JGOCoRu3
4040
5five
00
Ru - сопротивление изол ции кварцевого резонатора; С0 - емкость опорногоRu is the insulation resistance of the quartz resonator; C0 - reference capacity
конденсатора; UQ - амплитуда выходного напр жени источника 2.a capacitor; UQ is the amplitude of the output voltage of source 2.
Первый измеритель 6 мгновенных значений напр жени по синхросигналу длительностью AtCM, поступающему на вход синхронизации в момент времени t, фиксирует выходное напр жение Uu4(t) в момент времени t{ + fttThe first meter 6 instantaneous voltage values with respect to the AtCM clock signal input to the synchronization input at time t records the output voltage Uu4 (t) at time t {+ ftt
-см -cm
5five
равное UVJHJK, (t + ДССц.).equal to UVJHJK, (t + DSSc.).
Второй измеритель 7 мгновенных значений напр жени по синхросигналу длительностью fltclt, поступающему на вход синхронизации в момент времениThe second meter 7 instantaneous values of the voltage on the sync signal with a duration of fltclt received at the synchronization input at the moment of time
t,j 2t1 + uttw фиксирует выходное напр жение UQlJ(t) в момент времени 2t + &tcu + fitcu 2(t, + btcu), равное UUM5Hl(2t + .).t, j 2t1 + uttw fixes the output voltage UQlJ (t) at time 2t + & tcu + fitcu 2 (t, + btcu), equal to UUM5Hl (2t +.).
При все процессы, описы3With all the processes, descriptions3
ваемые показательной функцией, можно считать закончившимис , так как ужеvalues of exponential function can be considered completed, since
при t - экспоненциальна составл - аwhen t is exponential
юща принимает значение 99,3% от установившегос ., Таким образом, выбрав , -,It assumes a value of 99.3% of the steady state. Thus, by choosing, -,
т.е. выполнив условие окончани переходных процессов, получаем выражение дл напр жений на выходах измерителей мгновенных значений напр жени those. fulfilling the transient end condition, we obtain an expression for the voltages at the outputs of the instantaneous voltage meters
ии«3н (t + utcu) +ui 3n (t + utcu) +
L.QL.Q
UoC U0(,4. Co C0R, UoC U0 (, 4. Co C0R,
.ол-ц,.ol-c,
UU
ИМ4НОIM4NO
(2t, + 2fitCH) 2фт- +(2t, + 2fitCH) 2ft- +
СоWith
+ y°Јi + y2l2ti + 2utci;)+ y ° Јi + y2l2ti + 2utci;)
CQCoRujCQCoRuj
Напр жение с выхода измерител 6 через масштабирующий преобразователь 8 поступает на первый вход первого блока 9 вычитани , на другой вход которого поступает напр жение с выхода измерител J. Выходное напр жение первого блока 9 вычитани описываетс выражениемThe voltage from the output of the meter 6 through the scaling converter 8 is fed to the first input of the first subtraction unit 9, to the other input of which the voltage comes from the output of the meter J. The output voltage of the first subtraction unit 9 is described by the expression
KurlUuN-bHI - UUHJHJ , KurlUuN-bHI - UUHJHJ,
где Кмп 2 - коэффициент передачиwhere Kmp 2 - transfer ratio
масштабирующего преобразовател . Следовательно,scaling converter. Consequently,
UU
2имнъш UuMaHi 2uim UuMaHi
СоWith
БВ1BV1
UoC,UoC,
f с, f with,
Таким образом, выходное напр жение и&в( пропорционально значению статической емкости кварцевого резонатора .Thus, the output voltage and & in (proportional to the value of the static capacitance of the quartz resonator.
Напр хкение с выхода первого блока 9 вычитани поступает на один из входов второго блока 10 вычитани , на другой вход которого поступает напр жение с выхода операционного усилител А. При этом выходное напр жение второго блока 10 вычитани равно U ь&г UBB Uoy The voltage from the output of the first subtraction unit 9 is fed to one of the inputs of the second subtraction unit 10, to the other input of which voltage is supplied from the output of the operational amplifier A. The output voltage of the second subtraction unit 10 is U b & g UBB Uoy
1534615346
Напр жение с выхода второго бло- , ка 10 вычитани поступает на один из входов компаратора 11, на другой вход которого поступает напр жение с выхода источника 2 опорного напр жени , при этом на выходе компаратора 11 формируютс импульсы, длительность fltn которых определ етс из услови The voltage from the output of the second block 10 subtraction goes to one of the inputs of the comparator 11, to the other input of which the voltage goes from the output of the source 2 of the reference voltage, while at the output of the comparator 11 pulses are generated, the duration fltn of which is determined from
UcUc
иand
561561
Выбрав величину Up, таким обрасом, чтобы компаратор измен л свое состо ние в момент времени ut tl( т.е. когда все переходные процессы закончатс , получают равенствоChoosing the Up value in such a way that the comparator changes its state at the time instant ut tl (i.e. when all transients are finished, they get
и - УО and - PP
U0р рU0r p
WKMjWKMj
из которого находитс величина utH$of which utH $ is
ut us из ut us out
Таким образом, устройство осуществл ет измерение статических параметров кварцевого резонатора. При этом погрешность измерени статической емкости кварцевого резонатора в предлагаThus, the device measures the static parameters of a quartz resonator. In this case, the measurement error of the static capacitance of the quartz resonator in the proposed
емом устройстве одинакова с известным и может быть найдена из выражени This device is the same as the known one and can be found from the expression
II
30thirty
uUcT - UbE, - UuH3n(t) где UHHaH(t, §f.uUcT - UbE, - UuH3n (t) where UHHaH (t, §f.
Уе-Si Ye-si
Относительна погрешность измерени статической емкости кварцевого резона- 5 тора в устройстве определ етс из вы- ражени The relative error in measuring the static capacitance of a quartz resonator in the device is determined from the expression
§„ -fiHuL- т 00% Јi- 100%.§ „-fiHuL- t 00% i- 100%.
U M3NH (t)Ь ТU M3NH (t) T
00
Погрешность измерени статическойStatic measurement error
5five
емкости кварцевого резонатора в предлагаемом устройстве так же, как и в известном, зависит только от отношени динамической и статической емкостей кварцевого резонатора и не эави- .сит от момента фиксации выходного напр жени операционного усилител и других эквивалентных параметров кварцевого резонатора.the capacitance of the quartz resonator in the proposed device, as well as in the known, depends only on the ratio of the dynamic and static capacitances of the quartz resonator and is not equivalent to the moment of fixing the output voltage of the operational amplifier and other equivalent parameters of the quartz resonator.
Отношение С,/Сст есть величина, ® обратна частотному коэффициенту г, значение которого дл различных типов среза кварца лежит в пределах 130- 2500, т.е.The C, / Cst ratio is the value, ® inverse to the frequency coefficient r, the value of which for various types of quartz cutoffs is in the range of 130– 2500, i.e.
3« -.100% sO,0...0,77%3 "-.100% sO, 0 ... 0.77%
LCT rLCT r
Б то же врем предлагаемое устройство упрощено по сравнению с известным за счет введени новых функциоvAt the same time, the proposed device is simplified in comparison with the known one due to the introduction of new functions.
нальных св зей и выбора момента времени поступлени синхроимпульса на управл ющий вход измерител 7 t, равным 2t( + utc.t . В результате не требуетс перенастройки коэффициента передачи масштабирующего преобразовател 8 при переходе с одного диапазона измерени параметров кварцевогоconnections and timing of the arrival of the sync pulse to the control input of the meter 7 t, equal to 2t (+ utc.t). As a result, the transfer coefficient of the scaling converter 8 is not required to change when switching from one measurement range of the quartz parameters
резонатора. Коэффициент передачи мае- JQ р жени и первым входом первого блокаresonator. The transfer coefficient is equal to the first input of the first block.
штабирующего преобразовател равен двум и остаетс неизменным при изменении диапазонов измерени параметров кварцевого резонатора. Это значительно упрощает настройку устройства и исключает потери времени на его перенастройку При переходе с одного диапазона измерени параметров на другой .The stacking converter is equal to two and remains unchanged when changing the measurement ranges of the parameters of the quartz resonator. This greatly simplifies the setup of the device and eliminates the loss of time to reconfigure it. When switching from one parameter measurement range to another.
1515
вычитани , второй вход которого соединен с выходом второго блока вычитани , а выход - с вторым входом компаратора , при этом первый вход второго блока вычитани соединен с выходом второго измерител мгновенных значений напр жени , первый выход блока синхронизации соединен с входом синхронизации источника опорного напр жени , второй выход - с входом синхронизации первого измерител мгновенных значений напр жени , третий выход - с входом синхронизации второго измерител мгновенных значений напр жени , отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи измерени , выход первого измерител мгновенных значений напр жени через масштабирующий преобразоФормул-а изобретени A subtracting, the second input of which is connected to the output of the second subtraction unit, and the output to the second input of the comparator, while the first input of the second subtraction unit is connected to the output of the second meter of instantaneous voltage values, the first output of the synchronization unit is connected the second output is with the synchronization input of the first instantaneous voltage meter, the third output is with the synchronization input of the second instantaneous voltage meter, characterized in that ysheni operating speed measurement, a first output meter instantaneous values of voltage through a scaling-preobrazoFormul invention
Устройство дл измерени статических параметров кварцевых резонаторов, содержащий источник опорного напр жени , выход которого соединен с первой клеммой дл подключени кварцевого резонатора и первым входом компаратора , вторую клемму дл подключе- 30 ватель соединен с вторым входом втони кварцевого резонатора, соединенрого блока вычитани .A device for measuring the static parameters of quartz resonators, containing a source of voltage, the output of which is connected to the first terminal for connecting the quartz resonator and the first input of the comparator, the second terminal for the connector 30 is connected to the second input of the quartz resonator connected to the subtractor.
-в «-чЦн- ::-in "-hCn- ::
ную с инвертирующим входом операционного усилител , в цепь отрицательной обратной св зи которого включен.опорный конденсатор, причем неинвертирующий вход операционного усилител соединен с общей шиной устройства, а выход - с входами первого и второго измерителей мгновенных значений напwith the inverting input of the operational amplifier, the negative feedback circuit of which is included. a reference capacitor, the non-inverting input of the operational amplifier is connected to the common bus of the device, and the output - to the inputs of the first and second instantaneous value meters
00
5 five
вычитани , второй вход которого соединен с выходом второго блока вычитани , а выход - с вторым входом компаратора , при этом первый вход второго блока вычитани соединен с выходом второго измерител мгновенных значений напр жени , первый выход блока синхронизации соединен с входом синхронизации источника опорного напр жени , второй выход - с входом синхронизации первого измерител мгновенных значений напр жени , третий выход - с входом синхронизации второго измерител мгновенных значений напр жени , отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи измерени , выход первого измерител мгновенных значений напр жени через масштабирующий преобразователь соединен с вторA subtracting, the second input of which is connected to the output of the second subtraction unit, and the output to the second input of the comparator, while the first input of the second subtraction unit is connected to the output of the second meter of instantaneous voltage values, the first output of the synchronization unit is connected the second output is with the synchronization input of the first instantaneous voltage meter, the third output is with the synchronization input of the second instantaneous voltage meter, characterized in that ysheni operating speed measurement, a first output meter instantaneous values of voltage across the converter is connected to a scaling sec
рого блока вычитани .subtraction block.
WcrWcr
цc
titi
Фиг.11
ifif
ci JLci jl
фиг.Ifig.i
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884453236A SU1541534A1 (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Device for measuring statistic parameters of crystal vibrators |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884453236A SU1541534A1 (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Device for measuring statistic parameters of crystal vibrators |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1541534A1 true SU1541534A1 (en) | 1990-02-07 |
Family
ID=21386696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884453236A SU1541534A1 (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Device for measuring statistic parameters of crystal vibrators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1541534A1 (en) |
-
1988
- 1988-06-29 SU SU884453236A patent/SU1541534A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 120507 1, кл. G 01 R 29/21, 1986. Авторское свидетельство СССР № 1308939, кл. G 01 R 27/26, 1985. ( УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1541534A1 (en) | Device for measuring statistic parameters of crystal vibrators | |
JP3363903B2 (en) | Circuit device for transmitter | |
US4371850A (en) | High accuracy delta modulator | |
US4751381A (en) | Fast dither detector for fiber optic sensor | |
RU1798733C (en) | Device for measurement of resistance | |
SU1267290A1 (en) | Converter of parameters of conductivity transducer | |
SU1308939A1 (en) | Device for measuring static parameters of crystal vibrators | |
SU1195262A1 (en) | Apparatus for measuring resistance increment | |
SU1465821A1 (en) | Device for measuring capacitance | |
SU432419A1 (en) | DIGITAL LOW-FREQUENCY PHASOMETER | |
SU1302211A1 (en) | Digital meter of complex impedance parameters | |
SU1628013A1 (en) | Capacitance-to-frequency converter | |
SU1267281A1 (en) | Meter of non-linear distortions | |
SU1677667A1 (en) | Capacitive pickup transducer | |
SU790303A1 (en) | Two-channel harmonic signal switching device | |
SU828101A1 (en) | Power factor to code converter | |
SU1437764A1 (en) | Apparatus for automatic measurement of moistire content of loose materials | |
SU1201853A1 (en) | Device for integrating signal | |
SU1166010A1 (en) | Digital autocompensating phasemeter | |
SU1756834A1 (en) | Two-element two-terminal network parameter uniwersal meter | |
SU924721A1 (en) | Integrating device | |
SU1624352A1 (en) | Resistance meter | |
SU1290179A1 (en) | Quasibalanced bridge for measuring equivalent electric parameters of piezoelectric oscillators | |
SU1225024A1 (en) | Device for checking signals | |
SU1023251A1 (en) | Two-terminal network parameter meter |