SU617750A1 - Устройство дл изменени добротности пьезоэлектрических резонаторов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике.

Известно устройство дл  изм ерени  эквивалентных параметров кварцевых р езонаторов , содержащее возбуждающий генератор , ключ, емкостный четырехполюсник, резонансный усилитель, синхронизатор автоматической подстройки частоты, амплитудный пороговый селектор, формирователь управл ющего сигнала счетниковый .индикатор , фазовый компенсатор и дискретный переключатель 1. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени , обусловленна  вли нием нежелательных резонансов.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  добротности пьезоэлектрических резонаторов содержа-, щее стабильный генератор высокой частоты , через коммзтатор соединенный с исследуемым резонатором, усилитель, детектор, делитель напр жени , амплитудный селектор , частотомер и систему управлени , состо щую из триггера и коммутатора 2. Недостатком данного устройства  вл етс  существенное изменение мощности, рассеиваемой пьезоэлектрическим резонатором в процессе измерени . При непосредственном цифровом отсчете мощность измен етс  не менее, чем в 1,7 раза, что из-за нелинейности свойств пьезоэлектрических резонаторов приводит к по влению дополнительной погрешности , а при относительно больщом времени измерени  сказываетс  вли ние нежелательных резонансов.

Целью Изобретени   вл етс  повышение точности измерени  путем исключени  вли ни  нежелательных резонансов на результат измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  добротности пьезоэлектрических резонаторов содержащее стабильный генератор высокой частоты, соединенный через коммутатор с испытуемым пьезоэлектрическим резонатором, делитель напр лсени , счетный триггер и частотомер, согласно изобретению введены блок запоминани , компаратор, элемент И, фильтр посто нной составл ющей , ждущий мультивибратор, автоколебательный мультивибратор и делитель частоты . Выход стабильного генератора высокой частоты через делитель напр жени  соединен с одним входом запоминающего блока, выход которого св зан с одним входом компаратора . Другой вход компаратора соединен с выходом стабильного генератора высокой частоты, а выход - с одним входом триггера. Выход триггера подключен к одному входу элемента И, выход которого через фильтр посто нной составл ющей соединен со входом автоколебательного мультивибратора . Выход последнего св зан со входом счетного триггера, выход которого соединен со входом делител  частоты, со входом ждущего мультивибратора и с Другимн входами триггера и элемента И. Выход ждущего мультивибратора соединен с другим входом блока запоминани , один вход частотомера св зан с выходом делител  частоты, а другой вход - с выходом стабильного генератора высокой частоты.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит стабильный генератор 1 высокой частоты, состо щий из усилител  2 высокой частоты, дополнительного усилител  3 высокой частоты, детектора 4 и усилител  5 посто нного тока, коммутатор 6, четырехполюсник 7 с контролируемым пьезоэлектрическим резонатором, детектор 8, блок запоминани  9, компаратор 10, автоколебательный мультивибратор 11, сч-етный триггер 12, триггер 13, элемент И 14, фильтр 15 посто нной составл ющей, делитель частоты 16, ждущий мультивибратор 17 И частотомер 18.

При открытом коммутаторе 6 цепь обратной св зи усилител  2 высокой частоты замкнута через четырехполюсник 7, на выходе которого имеетс  напр жение переменного тока с частотой колебаний, равной частоте резонатора. Это напр жение стабилизируетс  по амплитуде цепью из дополнительного усилител  3 высокой частоты, детектора 4 и усилител  5 посто нного тока , подключенной к входу регулировани  усилени  усилител  2. Усил-итель 5 содержит фильтр, посто нна  времени которого намного больше посто нной времени пьезоэлектрического резонатора.

Коэффициент делени  делител  напр жени  8 равен е -, где л - целое число боль fl

me 5. Блок 9 запоминает максимальное значение напр жени , поступающего с делител  8. При закрывании коммутатора 6 начинаетс  затухающий процесс, посто нна 

времени которого , где Q н f - добтс/

ротность и частота резонатора. В момент сравнени  затухающего напр жени  детектора 4 с напр жением блока 9 срабатывает компаратор 10. При этом врем  от момента закрывани  коммутатора 6 до момента срабатывани  компаратора 10 равно - т.

П.

Коммутатор 6 периодически переключаетс  с помощью счетного триггера 12, причем врем  открытого состо ни  равно времени закрытого состо ни . В начальный момент частота автоколебательного мультивибратора И такова, что врем  закрытого состо ни  коммутатора 6 больше, чем -- т.

редний фронт импульса, закрывающего

коммутатор 6, опрокидывает триггер 13 в нулевое состо ние. Импульс компаратора 10 возвращает его в единичное состо ние. Так как длительность импульса на выходе счетного триггера 12 больще, чем необходимо дл  нулевого состо ни  триггера 13, то на выходе элемента И 14 по вл етс  импульс . Посто нна  составл юща  импульсной последовательности на выходе элемента 14, выделенна  фильтром 15, повышает частоту автоколебательного мультивибратора 11. Частота мультивибратора будет повышатьс  до тех пор, пока длительность импульса, закрывающего коммутатор 6, не

станет почти равной-- т.

Коэффициент делени  частоты делител  16 равен л, поэтому частотомер 18, работающий в режиме измерени  отношени  частот , показывает значение добротности пьезоэлектрического резонатора. При смене резонатора задний фронт импульса, закрывающего коммутатор 6, запускает ждущий мультивибратор 17, имнульсы которого сбрасывают блок запоминани  9 в нулевое состо ние. При больших значени х п изменение напр жени , а следовательно, и мощности на пьезоэлектрическом резонаторе незначительно , и мощности на пьезоэлектрическом резонаторе незначительно, и его нелинейными свойствами можно пренебречь. При этом врем  переходного процесса намного меньше его посто нной времени, что снижает вли ние нел елательных резонансов на результат измерени . При любых значени х л обеспечиваетс  непосредственный отсчет добротности.

Ф lO р м у л а изобретени 

Устройство дл  измерени  добротности пьезоэлектрических резонаторов, содержащее стабильный генератор высокой частоты , соединенный через коммутатор с испытуемым пьезоэлектрическим резонатором, делитель напр жени , счетный триггер и частотомер, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  путем исключени  вли ни  нежелательных резонансов на результат измерени , в устройство введены блок запоминани , компаратор элемент И, фильтр посто нный составл юшей , ждущий мультивибратор, автоколебательный мультивибратор и делитель частоты, причем выход стабильного генератора высокой частоты через делитель напр жени  соединен с одним входом запоминающего блока, выход которого соединен с одним входом компаратора, другой вход последнего соединен с выходом стабильного генератора высокой частоты, выход компаратора соединен с одним входом триггера, выход последнего соединен с одним входом элемента И, выход которого через фильтр посто нной составл ющей соединен со входом автоколебательного мультивибратора,

выход последнего соединен со входом счетного триггера, выход которого соедннен со входом делител  частоты, со входом ждущего мультивибратора и с другими входами триггера и элемента И, при этом выход ждущего мультивибратора соединен с другим входом блока запоминани , один вход частотомера соединен с выходом делител 

частоты, а другой вход - с выходом стабильного гене,ратора высокой частоты.

Источники 1И1нформации, прИ1Н1Ятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 389470, кл. G 01R 27/26, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 169581, кл. G 01R 27/26, 1968.