SU588513A1 - Измеритель параметров кварцевых резонаторов - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель параметров кварцевых резонаторов , содержащий последовательно соединенный перестраиваемый генератор с частотомером , четырехполюсник с исследуемым кварцевым резонатором, амплитудный детектор, усилитель и индикатор, а также последовательно соединенные пороговое устройство, триггер и интегратор, ввод т два селективных усилител , сумматор и второе пороговое устройство , выход которого соединен со вторым входом триггера, причем входы селективных усилителей соединены с выходом усилител , их выходы - со входами сумматора и пороговых устройств, а выход интегратора - с третьим входом сумматора, выход которого подключен ко входу перестраиваемого генератора . Блок-схема измерител  показана HI фнг. 1 и содержит перестраиваемый генератор 1, частотомер 2, четырехполюсник 3 с кварцевым резонатором 4, амплитудный детектор 5, усилитель 6, индикатор 7, селективные усилители 8 и 9 низкой частоты, сумматор 10, пороговые устройства И и 12, симметричный триггер 13 и интегратор 14. На фиг. 2 показана амплитудно-частотна  характеристика четырехполюсника с кварцевым резонатором. На левом и правом скатах амплитудно-частотной характеристики тракт, состо щий из последовательно соединенных генератора 1, четырехполюсника 3 с резонатором 4, детектора 5, усилител  6 и селективных усилителей 8, 9, представл ет собой селективный усилитель с преобразованием. Входом и выходом этого усилител   вл етс  соответственно вход генератора 1 и один из выходов усилителей 8, 9 низкой частоты. Параметры селективного усилител  с преобразованием , в частности коэффициент усилени  и фазова  характеристика, завис т от взаимного расположени  средней частоты частотно-модулированного сигнала и частоты кварцевого резонатора при последовательном резонансе. Работа -селективного усилител  низкой частоты с преобразованием сводитс  к следующему . Напр жение на входе селективного усилител  с преобразованием (вход перестраиваемого генератора) осуществл ет частотную модул цию генератора 1. Частотно-модулированный сигнал с выхода генератора 1 поступает на вход четырехполюсника 3 с кварцевым резонатором 4 и преобразуетс  последним в амплитудно-модулированный сигнал. Детектором 5 выдел етс  огибающа  амплитудно-модулированного сигнала и усиливаетс  усилителем 6. В зависимости от частоты напр жение на входе усилител  с преобразованием сигнала усиливаетс  далее либо усилителем 6, либо усилителем 9. На фиг. 2 видно, что коэффициент усилени  селективного усилител  низкой частоты с преобразованием пр мо пропорционален первой производиой выходного напр жени  четырехполюсника 3 по частоте. На частоте кварцевого резонатора при последовательном резонансе коэффициент усилени  равен нулю, а по мере ухода от нее влево и вправо коэффициент усилени  вначале возрастает, а затем постепенно падает до нул . Из фиг. 2, кроме того, видно, что фаза выходного напр жени  усилител с преобразованием дискретно мен етс  HI 180° при переходе через частоту кварцевого резонатора при последовательном резонансе. В измерителе (см. фиг. 1) выход и вход усилител  с преобразованием соедин ютс  между собой посредством сумматора 10. Эту замкнутую цепь можно рассматривать как цепь положительной обратной св зи автогенератора . Фазовые характеристики усилителей 8 и 9 повернуты на 180° относительно друг друга и выбраны такими, что условие баланса фаз замкнутой цепи на левом и правом скатах частотной характеристики (см. фиг. 2) выполн етс  с участием одного из усилителей. Условие баланса амплитуд выполн етс  только на склонах частотной характеристики четырехполюсника с кварцевым резонатором (на частоте кварцевого резонатора при последовательном резонансе коэффициент передачи селективного усилител  с преобразованием равен нулю). Таким образом, на склонах частотной характеристики четырехполюсника происходит самовозбуждение замкнутой цепи (генератор 1, четырехполюсник 3 с кварцевым резонатором 4, детектор 5, усилитель 6, усилители 8 и 9 и сумматор 10, причем на левом скате с учетом -селективного усилител  8 низкой частоты, а  а правом - с учетом селективного усилител  9 низкой частоты. На частоте кварцевого резонатора при последовательном резонансе возбуждение упом нутой замкнутой цепи не происходит. Измеритель параметров кварцевых резонаторов работает следующим образом. Генератор 1 перестраиваетс  до тех пор, пока его частота ие достигает точки /i (см. фиг. 2). В этом случае самовозбуждаетс  замкнута  цець: геиератор 1, четырехполюсник 3 с кварцевым резонатором 4, детектор 5, усилитель 6, усилитель 8 и сумматор 10. Напр жение низкой частоты с выхода усилител  8 поступает на вход устройства 11, последнее срабатывает и опрокидывает триггер 13. Напр жение с триггера 13 поступает на интегратор 14 и с выхода последнего линейно увеличивающеес  напр жение через сумматор 10 поступает на вход генератора 1. По рность напр жени  на входе перестраичаемого генератора выбрана такой, чтобы чатота последней увеличивалась. Как только астота генератора перейдет точку /а (круткз-а характеристики в точках fi и /2 одинакоа ), возбуждение упом нутой замкнутой цепи рекращаетс . Пороговое устройство 11 возвращаетс  в исходное состо ние, ие вли   на состо ние триггера 13. Поэтому напр жение на выходе интегратора 14 продолжает линейно увеличиватьс , перестраива  частоту генератора 1 вверх. Как только частота генератора 1 достигнет точки fa, возбуждаетс  замкнута  цепь: перестраиваемый генератор 1, четырехполюсник 3 с кварцевым резонатором 4, детектор 5, усилитель 6, усилитель 9 и сумматор 10. Напр жение низкой частоты с выхода усилител  9 поступает на вход порогового устройства 12, последнее срабатывает и опрокидывает триггер 13. Происходит разр д конденсатора интегратора 14 и линейноуменьшающеес  напр жение через сумматор 10 поступает на вход генератора 1. В результате частота генератора 1 уменьшаетс . Как только частота генератора отойдет от точки /3, прекращаетс  самовозбуждение упом нутой замкнутой цепи. Пороговое устройство 12 возвращаетс  в исходное состо ние, не вли   на состо ние триггера 13. Поэтому частота генератора по-прежнему уменьшаетс  до точки /2. По достижении точки /2 самовозбуждаетс  замкнута  цепь: генератор 1, четырехполюсник 3 с кварцевым резонатором 4, детектор 5, усилитель 6, усилитель 8, и процесс перестройки генератора 1 вверх к точке /з повтор етс . Период перестройки генератора 1 от частоты /2 к fs и наоборот определ етс  в основном посто нной времени интегратора 14.

Частотомер 2 фиксирует интегральную частоту генератора, перестраивающегос  в пределах от /2 до /3Формула изобретени 

Измеритель параметров кварцевых резонаторов , содержащий последовательно соединенные перестраиваемый генератор с частотомером , четырехполюсник с исследуемым кварцевым резонатором, амплитудный детектор , усилитель и индикатор, а также последовательно соединенные пороговое устройство, триггер и интегратор, отличающийс  тем,

что, с целью повышени  точности измерений, в него введены два селективных усилител , сумматор и второе пороговое устройство, выход которого соединен со вторым входом триггера, причем входы селективных усилителей соединены с выходом усилител , их выходы - со входами сумматора и пороговых устройств, а выход интегратора-с третьим входом сумматора, выход которого подключен ко входу перестраиваемого генератора.

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №169581, кл. 21а4 71, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР №460510, кл. G 01R 23/00, 1976.