SU976402A1 - Quartz resonator dy namic temperature frequency characteristic digital meter - Google Patents

Quartz resonator dy namic temperature frequency characteristic digital meter Download PDF

Info

Publication number
SU976402A1
SU976402A1 SU813283800A SU3283800A SU976402A1 SU 976402 A1 SU976402 A1 SU 976402A1 SU 813283800 A SU813283800 A SU 813283800A SU 3283800 A SU3283800 A SU 3283800A SU 976402 A1 SU976402 A1 SU 976402A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
frequency
pulse
unit
Prior art date
Application number
SU813283800A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Яковлевич Баржин
Федор Федорович Колпаков
Юрий Семенович Шмалий
Леонид Леонидович Вепринский
Юрий Павлович Кузьмин
Original Assignee
Харьковский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Н.Е.Жуковского
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 Харьковский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Н.Е.Жуковского filed Critical Харьковский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Н.Е.Жуковского
Priority to SU813283800A priority Critical patent/SU976402A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU976402A1 publication Critical patent/SU976402A1/en

Links

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в разработках цифровых измерительных комплексов, предназначенных дл  измерени  статических и динамических параметров кварцевых резонаторов .The invention relates to a measurement technique and can be used in the development of digital measurement systems for measuring the static and dynamic parameters of quartz resonators.

Известно устройство автоматической регистрации температурно-частотных характеристик кварцевых резонаторов , содержащее задатчик температуры , канал стабилизации температуры кварцевый автогенератор, два смесител , два генератора опорной частоты, фильтр, умножитель частоты, линейный преобразователь частоты, регистратор 1.A device for automatically recording the temperature-frequency characteristics of quartz resonators, containing a temperature setter, a quartz oscillator oscillator temperature stabilization channel, two mixers, two reference frequency generators, a filter, a frequency multiplier, a linear frequency converter, a recorder 1.

Известное устройство обладает-недостаточной точностью.The known device has a lack of accuracy.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению  вл етс  устройство, содержащее последовательно соединенные формирователь импульсов, блок управлени , преобразователь период-код, первый блок оперативной пам ти и регистратор, последовательно соединенные блок опроса и второй блок оперативной пам ти, а также счетчик импульсов, делитель , частоты, элемент И, триггер и дополнительный преобразователь периодкод , первый вход усилител  частоты подключен к первому выходу блока управлени , первый вход счетчика им пульсов подключен к первому входу преобразовател  период -код и второму входу первого блок.а оперативной па:м ти , третий вход которого подключен к второму выходу блока опроса, тре10 тий выход последнего соединен с вторым входом регистратора, третий вход последнего подключен к первому выходу второго блока оперативной пам ти второй выход блока управлени  соедиt5 нен с вторым входом второго блока оперативной пам ти, а выход формировател  импульсов соединен с вторым входом делител  частоты, ВЕССОД счетчика импульсов -подключен к первому The closest in technical essence to the invention is a device comprising a series-connected pulse generator, a control unit, a period-code converter, a first RAM block and a recorder, a series-connected polling unit and a second RAM block, as well as a pulse counter, divider, frequency, AND element, trigger and additional periodical converter, the first input of the frequency amplifier is connected to the first output of the control unit, the first input of the pulse counter is connected To the first input of the converter, the period is the code and the second input of the first block. And the operative array: the third input of which is connected to the second output of the polling unit, the third output of the last is connected to the second input of the recorder, the third input of the last is connected to the first output of the second block the second memory of the control unit connect5 is not connected with the second input of the second memory block, and the output of the pulse shaper is connected to the second input of the frequency divider, VESSOD of the pulse counter is connected to the first

20 входу элемента И и к второму входу блока управлени , орой -вход эле-.. мента И соединен.с первым вьаходом блока управлени , выход элемента И соединен с входом триггера, выход кото25 рого подключен к входу дополнитель ,ного преобразовател  период-код, выход последнего соединен с вторым входом блока оперативной пам ти Г 2. Однако известное устройство обла30 дает низкой точностью при восстаио1злении динамических том11с;рлтурчочпстотных характеристик ( ДГЧХ ), так как точки измерени  по оси лремсни располагаютс  равномерно.The 20 input of the element I and to the second input of the control unit, the opio-input of the element I is connected with the first input of the control unit, the output of the element I is connected to the input of the trigger, the output of which is connected to the input of the additional period-code converter, the output of the latter is connected to the second input of the RAM block D 2. However, the known device has a low accuracy in restoring dynamic volumes; the speed of the characteristics (DGCH), since the measurement points along the axis are uniform.

Целью изобретени   вл етс  noHbiujeние точности измерени The aim of the invention is to noHbiuje the measurement accuracy

Эта цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель динамических температурно-частотных характеристик кварцевых резонаторов, содержащий п.оследовательр{о соединенные формирователь импульсов, блок управлени  преобразователь период-код, первый блок оперативной пам ти и регистратор , последовательно соединенные блок опроса и второй блок оперативной пам ти, а также счетчик, импульсов и делитель частоты, первый вход которого подключен к первому выходу блока управлени , первый вход счетчика импульсов подключен к первому входу преобразовател  период-код и второму входу первого блока оперативной пам ти,третий вход которого подключен к второму выходу блока опроса , третий выход последнего соединен с вторым входом регистратора, третий вход которого подключен к первому выходу второго блока оперативной пам ти, второй выход блока управлени  соединен с вторым входом второго блока оперативной пам ти, а рыход формировател  импульсов соединен с вторым входом делител  частоты введены последовательно соединенные преобразовательный блок, задатчик температуры и автогенератор, последовательно соединенные дешифратор, кo 1 IУтaтop, селектор импульсов и счетчик текущего времени, первый выход которого подключен к первому входу формировател  импульсов, второй вход которого соединен с выходом автогенератора , при этом второй вход счетчика текущего времени подключен к второму выходу блока управлени , второй выход счетчика, текущего времени соединен с третьим входом второго блока оперативной пам ти, третий выход блока управлени  подключен к входу преобразовательного блока, выход делител  частоты соединен с вторым входом коммутатора, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов, выход последнего соединен с входом дешифратора, второ вход селектора импульсов соединен с выходом формировател  импульсов, а выход селектора импульсов подключе к второму входу преобразовател  период-код и к четвертому входу второго блока оперативной пам ти.This goal is achieved by the fact that a digital meter measuring the dynamic temperature-frequency characteristics of quartz resonators, containing a semiconductor connected pulse generator, a period-code converter control unit, a first RAM unit and a recorder, serially connected polling unit and a second operative unit memory, as well as a counter, pulses and a frequency divider, the first input of which is connected to the first output of the control unit, the first input of the pulse counter is connected to the first input of the transducer the period-code bar and the second input of the first memory block, the third input of which is connected to the second output of the polling unit, the third output of the last one is connected to the second input of the recorder, the third input of which is connected to the first output of the second memory block, the second output of the control unit is connected A serially connected converter unit, temperature setpoint and autogenerator are inputted to the second input of the second memory unit, and the pulse driver output is connected to the second frequency splitter input. serially connected decoder, ko 1 IUtotop, pulse selector and current time counter, the first output of which is connected to the first input of the pulse former, the second input of which is connected to the output of the autogenerator, while the second input of the current time counter is connected to the second output of the control unit, the second output counter, the current time is connected to the third input of the second memory unit, the third output of the control unit is connected to the input of the conversion unit, the output of the frequency divider is connected to the second the input of the switch, the output of which is connected to the second input of the pulse counter, the output of the latter is connected to the input of the decoder, the second input of the pulse selector is connected to the output of the pulse generator, and the output of the pulse selector is connected to the second input of the period-code converter and the fourth input of the second RAM memory unit .

На фиг. 1 показана функциональна  схема измерител ; на фиг. 2 - временные диаграммы функции изменени  температуры и динамических температурне-частотных характеристик (ДТЧХFIG. 1 shows a functional diagram of the meter; in fig. 2 - time diagrams of the function of temperature variation and dynamic temperature-frequency characteristics (DFC)

Цифровой изморитол, ДТЧХ содержит задат.нки . температуры, аитогенератор 2, гф€ образовптел нып блок 3, предназначен1и,1Г дл  управлени  температурой по оирсделоиному : акону Digital simulator, DTHKH contains preset. temperature generator 2, GF € obrazptel nyp block 3, designed 1i, 1G to control the temperature in accordance with the heat source:

С термокамера с температурой, регулируемой напр жением), GJJOK 4 управлени , формирователь 5 импульсов, делитель б частоты, коммутатор 7 счетчик 8 текущего времени, блок 9With heat chamber with temperature, voltage controlled), GJJOK 4 controls, driver 5 pulses, frequency divider b, switch 7 current time counter 8, block 9

оперативной пам ти, селектор 10, преобразователь 1.1 период-код, счетчик 12 импульсов, дешифратор 13, блок 14 опроса, блок 15 оперативной пам ти , регистратор 16.RAM, selector 10, period-code converter 1.1, pulse counter 12, decoder 13, polling block 14, RAM block 15, recorder 16.

е Работа цифрового измерител  в режиме измерени  заключаетс  в следующем .The operation of the digital meter in the measurement mode is as follows.

В исходном состо нии делитель 6, счетчик 8, блок 9, преобразователь 11, счетчик 12 и блок 15 обнулены и закрыты дл  информационных, сигналов по входам, св занным с выходами блока 4 управлени . На выходе блока 3 имеетс  начальное напр жение Е , которому соответствует начальна  тем- пература в задатчике lt°. Импульсы исследуемой частоты с выхода формировател  5 поступают непрерывно на вход блок.а 4 управлени  и на закрытые входы делител  6 и селектора 10.In the initial state, the divider 6, the counter 8, the block 9, the converter 11, the counter 12 and the block 15 are zeroed and closed for informational, signals on the inputs connected to the outputs of the control block 4. At the output of block 3, there is an initial voltage E, which corresponds to the initial temperature in the setpoint lt °. The pulses of the investigated frequency from the output of the imaging unit 5 are fed continuously to the input of the control unit 4 and to the closed inputs of the divider 6 and the selector 10.

0 в определенный момент времени, с0 at a specific point in time, with

прив зкой к фронту информационного . импульса, блок 4 управлени  открывает делитель 6, счетчик 8, блок 9, преобразователь 11 период-код, счет5о чик 12 и запускает блок 3, на выходе которого начинает измен тьс  напр жение по предварительно установленному закону. Изменение напр жени  вызывает изменение температуры (фиг.2)tied to the front of the information. pulse, control block 4 opens divider 6, counter 8, block 9, period-code converter 11, counter 5, and starts block 3, the output of which begins to change the voltage according to a predetermined law. A change in voltage causes a change in temperature (FIG. 2)

0 в результате чего измен етс  частота кварцевого резонатора (фиг. 2),0 as a result of which the frequency of the quartz resonator changes (Fig. 2),

Делитель 6 частоты непрерывно делит частоту f , причем выходы, соответствующие различным коэффициентамThe frequency divider 6 continuously divides the frequency f, and the outputs corresponding to different coefficients

5 делени , подключены к второму входу коммутатора 7.5 divisions, connected to the second input of the switch 7.

Функци  изменени  частоты кварцевого резонатора какв статическом, так и в динамическом режимах обычно имеет сложный характер ( особенно в динамике)(фиг. 2), причем с высокой точностью необходимо контролировать характерные экстремальные точки ( на фиг. 2 точки 17 и 18) , а также некоторые особые точки ( на фиг. 2The function of changing the frequency of a quartz resonator in both static and dynamic modes is usually complex (especially in dynamics) (Fig. 2), and with extreme accuracy it is necessary to monitor characteristic extremal points (in Fig. 2, points 17 and 18), as well as some singular points (in Fig. 2

5 точка 19). Остальные участки восстанавливаютс  достаточно точно при большой дискретности точек измерени . Очевидно, что дл  высокоточного восстановлени  всей функции ДТЧХ5 point 19). The remaining parts are restored fairly accurately with a large discreteness of measurement points. Obviously, for high-precision recovery of the entire function

0 можно контролировать частоту колебаний с посто нным шагом измерени , обеспечивающим требуемую точность на наиболее важных участках. Однако .при этом необходимо использовать мно5 го чеечные блоки пам ти, что не  вл етс  обоснованным и требует повьпиенных аппаратурных затрат.0, it is possible to control the oscillation frequency with a constant measurement step, providing the required accuracy in the most important areas. However, it is necessary to use multi-cell memory blocks, which is not justified and requires hardware costs.

Дл  уменьшени  числа  чеек пам ти при сохранении точности функци  установлени  частоты, характер которой обычно известен и необходимо лишь с рысо.кой точностью восстанавливать ее, разбиваетс  на участки с различными коэффициентами дискретизации (на фиг. 2 участки I , II, III, W,V, VI ), Выбираютс  коэффициенты делени  делител  6 (на фиг. 2 коэффициенты п 2., п ,),To reduce the number of memory cells while maintaining accuracy, the frequency setting function, the nature of which is usually known and necessary only to be restored with precision, is divided into sections with different sampling coefficients (in Fig. 2, sections I, II, III, W, V , Vi), the division factors of divider 6 (in Fig. 2, the coefficients n 2, n,) are selected,

В начале измерительного цикла коммутатор 7 подключает к входам счетчиf a . 12 и селектора 10 выход делител  с коэффициентом м . Положительным импульсом частоты IF/n открываетс  селектор 10, при этом на его выходе по вл етс  ближайший после открыти  импульс длительностью, равной периоду исследуемой частоты, который преобразуетс  в код преобразователем 11. Код импульса с выхода преобразовател  11 переписываетс  в блок 15.По окончании импульса частоты f/n, селектор 10 закрываетс . С по влением следующего положительного импульса частоты f/n, селектор 10 открываетс  и процесс преобразовани  - записи ближайшего после момента открыти  селектора 10 импульса повторитс .At the beginning of the measuring cycle switch 7 connects to the inputs of the meter a. 12 and selector 10 output divider with a factor of m. A positive pulse IF / n opens the selector 10, and the closest one after opening opens with a duration equal to the period of the frequency under study, which is converted into code by the converter 11. The pulse code from the output of the converter 11 is rewritten into block 15. At the end of the pulse frequency f / n, the selector 10 is closed. With the appearance of the next positive frequency pulse f / n, the selector 10 opens and the conversion — the recording of the pulse nearest to the moment of opening the selector 10 repeats.

Импульсы частоты f/n считаютс  счетчиком 12. Дешифратор 13 выдает импульс переключени  коммутатора в случае по влени  на выходах счетчика 12 кодов определенных чисел, равных числам точек измерений на информационных участках. Например, на участке 1 измерени  (фиг. 2) число информационных точек равно четырем. С по влением на выходе счетчика 12 кода числа четыре дешифратор срабатывает и переключает коммутатор 7, который в свою очередь подключает к первому входу счетчика 12 выход делител , соответствующий коэффициенту И После этого процесс преобразовани  записи периодов исследуемой частоты повтор етс  до переключени  коммутатора 7 и т.д.The f / n frequency pulses are considered to be counter 12. The decoder 13 emits a switch switching pulse in the event that 12 codes of certain numbers equal to the number of measurement points in the information sections appear on the counter outputs. For example, in measurement area 1 (Fig. 2), the number of information points is four. With the appearance at the output of the counter 12 of the four-digit code, the decoder triggers the switch 7, which in turn connects to the first input of the counter 12 a divider output corresponding to the AND coefficient. After this, the conversion process of recording the periods of the frequency under study repeats until the switch 7 switches and so on. d.

В начальный момент измерений запускаетс  счетчик 8 текущего времени , функци  которого заключаетс  в формировании шкалы времени. На выходе счетчика 8 всегда имеетс  код текущего времени, который фиксируетс  следующим образом. После открыти  селектора 10 передним фронтом импульса , поступающего на преобразователь 11 период-код, код текущего времени переписываетс  в блок 9 оперативной пам ти. Процесс записи кодов текущего времени продолжаетс  до определенного момента времени, установленного предварительно, по истече- НИИ которого формирователь 5 закрываетс  по первому входу сигналом с выхода счетчика 8 текущего времени. Процесс измерени  закончен.At the initial measurement time, the current time counter 8 is started, the function of which is to form a time scale. At the output of the counter 8, there is always a current time code, which is recorded as follows. After the selector 10 is opened with the leading edge of a pulse arriving at the period-code converter 11, the current time code is rewritten into the operational memory block 9. The process of recording the current time codes continues until a certain point in time that has been preset, after expiry of which the driver 5 is closed at the first input by a signal from the output of the current time counter 8. The measurement process is complete.

Таким образом, в результате измерени  в блоках 9 и 15 оперативной пам ти оказались записанными коды текущего времени и соответствующие им коды информационных периодов на всем участке функции изменени  частоты.Thus, as a result of the measurement, in blocks 9 and 15 of the working memory, the current time codes and the corresponding information period codes were recorded throughout the entire frequency variation function section.

В режиме считывани  блок 14 опроса опрашивает с определенной цикличностью блоки 9 и 15, информаци  с выходов которых фиксируетс  регистратором 16. Формируетс  игкала текущего времени и соответствующа  функци  изменени  частоты - динамическа  температурно-частотна  характеристика кварцевого резонатора ( фиг. 2).In the read mode, polling unit 14 polls, with a certain cyclical nature, blocks 9 and 15, information from the outputs of which is recorded by the recorder 16. A current time needle is formed and the corresponding frequency change function is a dynamic temperature-frequency characteristic of a quartz resonator (Fig. 2).

Предлагаемый цифровой измеритель может найти применение на предпри ти х-изготовител х кварцевых резонаторов , а также на входном контроле предпри тий-потребителей, поскольку статические и динамические тёмпературно-частотные характеристики резонаторов  вл ютс  важными метрологическими показател ми.The proposed digital meter can be used at the enterprises-manufacturers of quartz resonators, as well as at the input control of enterprises-consumers, since the static and dynamic temperature-frequency characteristics of the resonators are important metrological indicators.

Существенное повышение точности измерени  ДТЧХ при заданных аппаратурных затратах ( или уменьшение ап паратурных затрат при заданной точностиу на наиболее важных участках, достигнутое в результате неравномерного распределени  информационных точек, выгодно отличает предлагаемый измеритель от известных.A significant increase in the accuracy of DF measurement with given hardware costs (or a decrease in hardware costs at a given accuracy in the most important areas, achieved as a result of uneven distribution of information points, distinguishes the proposed meter from the known ones.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Цифровой измеритель динамических 0 температурно-частотных характеристик кварцевых резонаторов, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов, блок управлени , преобразователь период-код, первый 5 блок оперативной пам ти и регистратор , последовательно соединенные блок опроса и второй блок оперативной пам ти, а также счетчик импульсов и делитель частоты, первый вход которого подключен к первому выходу блока управлени , первый вход счетчика импульсов подключен к первому входу преобразовател  период-код и второму входу первого блока оперативной пам ти, третий вход которого подключен к второму выходу блока оп. роса, третий выход последнего соединен с вторым входом регистратора, третий вход которого подключен к первому выходу второго блока оперативной пам ти, второй выход блока управлени  соединен с вторым входом второго блока оперативной пам ти, а выход формировател  импульсов соединен с вторым входом делител  частоты , отличающийс  тем,A digital dynamic-frequency meter for quartz resonators containing a series-connected pulse shaper, a control unit, a period-code converter, the first 5 main memory unit and a recorder, a series-connected polling unit and a second main memory unit, and a pulse counter frequency divider, the first input of which is connected to the first output of the control unit, the first input of the pulse counter is connected to the first input of the period-code converter and the second input in the first block RAM memory, a third input of which is connected to the second output of op unit. dew, the third output of the latter is connected to the second input of the recorder, the third input of which is connected to the first output of the second RAM memory unit, the second output of the control unit is connected to the second input of the second RAM memory unit, and the output of the pulse shaper is connected to the second input of the frequency divider, which differs by that
SU813283800A 1981-05-04 1981-05-04 Quartz resonator dy namic temperature frequency characteristic digital meter SU976402A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813283800A SU976402A1 (en) 1981-05-04 1981-05-04 Quartz resonator dy namic temperature frequency characteristic digital meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813283800A SU976402A1 (en) 1981-05-04 1981-05-04 Quartz resonator dy namic temperature frequency characteristic digital meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU976402A1 true SU976402A1 (en) 1982-11-23

Family

ID=20956324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813283800A SU976402A1 (en) 1981-05-04 1981-05-04 Quartz resonator dy namic temperature frequency characteristic digital meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU976402A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4918372A (en) * 1988-08-29 1990-04-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of measuring the thermal hysteresis of quartz crystal resonators

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4918372A (en) * 1988-08-29 1990-04-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of measuring the thermal hysteresis of quartz crystal resonators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4794320A (en) Multi-frequency capacitance sensor
SU976402A1 (en) Quartz resonator dy namic temperature frequency characteristic digital meter
US4523288A (en) Interval-expanding timer
Yoshimura et al. Absolute velocity control of a Mossbauer spectrometer by utilizing a laser interferometer
SU1081439A1 (en) Device for measuring temperature
SU488164A1 (en) Device for measuring the phase shift of a radio pulse voltage
SU1541635A1 (en) Device for determining integral value of measuring signal varying in time
SU752192A1 (en) Dielectric characteristic measuring device
SU1384991A2 (en) Device for testing for random vibrations
SU746331A1 (en) Dielectric material parameter meter
SU879520A1 (en) Device for measuring magnetic flux
SU1576868A1 (en) Apparatus for measuring the width of signal spectrum of radio transmitters at various levels
SU907402A1 (en) Device for measuring temperature
SU978063A1 (en) Digital frequency meter
SU488163A1 (en) Digital phase meter
SU734622A1 (en) Device for monitoring motor shaft r.p.m.
SU543836A1 (en) Self-tuning mechanical frequency meter
SU600598A1 (en) Electronic device for tuning musical instruments
SU851117A1 (en) Device for measuring temperature
SU561151A1 (en) Dielectric Characteristics
SU495556A1 (en) Quartz thermometer
SU838421A1 (en) Temperature gage
SU838551A1 (en) Ultrasonic instrument for monitoring chemical technological processes
SU1137342A1 (en) Device for measuring frequency thermoconverter thermal lag index
SU1078341A1 (en) Time delay meter having stroboscopic signal indication