Устройство для определения экстремальной точки температурно-частотной характеристики кварцевых резонаторов Советский патент 1983 года по МПК H03H3/04 H01L41/22 

:о

.(ii S

:о

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в устройствах контроля параметров кварцевых резонаторов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения экстремальной точки температурно-частотной характеристики кварцевых резонаторов по авт. св. № 855941, содержащее три нерегулируемых источника тепла, испытуемый кварцевый резонатор, подключенный к автогенератору, соединенному с первым входом компаратора частоты, второй вход которого соединен с управляемым генератором эталонной частоты, а выход соединен со схемой индикации, состоящей из диода, соединенного с сигнальной клеммой накопительного конденсатора, шунтированного последовательно соединенными ключом и разрядным резистором, которая соединена также с последовательно соединенными, усилителем и калибровочным резистором, при этом выход компаратора частоты через ключ соединен таже со с;хемой измерения коэффициента параболы, состоящую из запоминающего конденсатора, нагруженного на последовательно соединенные усилитель и нормирующий резистор, а выходы схемы индикации и схемы измерения коэффициента параболы соединены со стрелочным индикатором | 1 .

Недостатком устройства является его малая производительность, что связано с необходимостью ручной подстройки частоты управляемого .генератора эталонной частоты. Перед началом каждого цикла измерения с помощью управляющей внешней цепи при этом производят начальную установку частоты управляемого генератора эталонной частоты, на что необходимо затратить дополнительное время, соизмеримое с временем измерения.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения экстремальной точки температурно-частотной характеристики кварцевых резонаторов между выходом компаратора частоты и входом управляемого генератора эталонной частоты дополнительно подключены последовательно соединенные нуль-орган, триггер, электронный ключ с подключенным к его сигнальному входу генератором изменяющегося напряжения и запоминающий блок, при этом второй бход триггера соединен с входной пусковой клеммой.

На ..чертеже приведена блок-схрма предлагаемого устройства,

Устройство содержит нерегулируемые источники тепла 1, 2 и 3, испытуемый кварцевый резонатор 4, автогенератор 5, компаратор б, управляе1 1Ый генератор эталонной частоты, схему 8 индикации, состоящую из диода 9, накопительного конденсатора 1о, ключа 11 и разрядного резистора 12, усилитель 13, калибровочный резистор 14, ключ 15, схему 16 измерения коэффициента параболы, состоящую из запоминающего конденсатора 17, усилителя 18 и нормирующего резистора 19 и стрелочный индикатор 20. Между выходом компаратора 6 частоты и входом управляемого генератора 7 эталонной частоты в предлагаемом устройстве подключены последовательно соединенные нуль-орган 21, триггер 22, электроный ключ 23 с подключенным к сигнальному входу генератором 24 изменяющегося напряжения, запоминающий блок 25, при этом второй вход триггера 22 соединен с входной пусковой клеммой 26 (

Устройство работает следуквдим образом.

Испытуемый кварцевый резонатор 4 возбуждается автогенератором 5. Колебания резонансной частоты с выхода автогенератора 5 подаются на первый вход компаратора б частоты, на второй вход которого подается частота f с управляемого генератора 7 эталонной частоты. На выходе компаратора б частоты возникает постоянное напряжение, пропорциональное относительному изменению частоты. Это напряжение поступает через диод 9 на накопительный конденсатор 10, играющий роль запоминающего устройства. Накопительный конденсатор 10 разряжается через разрядный резистор 12 при замыкании ключа 11. Накопительный конденсатор 10 нагружен на усилитель 13, имеющий высокое входное сопротивление. Выход усилителя 13 через калибровочный резистор 14 нагружен на ртрелочный лндикатор 20, показываквдий отклнение, пропорциональное напряжению на. накопительном конден.саторе 10 , и отградуированный в градусах Цельсия Определение температуры экстремальной точки TO кварцевого резонатора 4 осуществляется следующим образом. Нерегулируемые источники тепла 1 и нагреваются до фиксированных температур Т и более высоких, чем То , а источник тепла 3 нагревается до температуры Т более низкой, чем TO . Испытуемый кварцевый резонатор 4 нагревается до температуры Т , при этом его частота стремится к f-( . Ключи 11 и 15 в этот момент открыты. При каждом цикле измерения производится автоматическая калибровка устройства. По сигналу Пуск приводится в единичное сос.тояние триггер 22, который открывае электронный ключ 23. Напряжение с выхода генератора 24 изменяющегося напряжения через открытый электронный ключ 23 и запоминающий блок 25 передается на вход управляемого генератора 7 эталонной частоты и изменяет его частоту до значения fo - ii Напряжение на выходе компаратора 6 частоты при этом равно нулю и стрелка стрелочного индикато 20 стоит на начальном делении, соот ветствующем температуре Т . В момент равенства нулю сигнала с выхода компаратора 6 частоты срабатывает нуль-орган 21 и сбрасывает в нулевое состояние триггер 22,, который закрывает электронный ключ 23 и прекращает подачу напряжения с выхода генератора 24 изменяющегося напряжения на вход запоминающего блока 25. На запоминающем .блоке 25 фиксируется постоянное напряжение, соответствующее данному состоянию, которое поддерживает частоту управляемого генератор,а 7 эталонной частоты постоянной в течение всего цик ла измерения. Затем ключ 11 закрывается и кварцевый резонатор 4 перемещается в зону с температурой T,j , На конденсаторах 10 и 17 накап ливается напряжение, пропорциональн относн ельному изменений частоты в диапазоне температур Т и Т . Когда частота f кварцевого резонатор,а 4 стабилизируется, на выходе схемы 16 измерения коэффициента параболы устанавливается ток, пропорциональный коэффициенту параболы. Затем ключ 15 закрывается, кварцевый резонатор 4 перемещается в зону с температурой Т и его частота стремится к значению {, достижении температуры экстремальной точки, относительное изменение частоты достигает максимального значения. Напряжение на выходе компаратора 6 частоты также достигает максимального значения. Температура продолжает изменяться до значения Т ,а напряжение на выходе компаратора 6 частоты изменяет знак на противоположный и также уменьшается. К диоду 9 прикладывается закрывающее напряжение, препятствуизщее разряду накопительного конденсатора 10. Таким образом, на нем сохраняется напряжение, пропорциональное максимальному относительному изменению частоты. На стрелочный индикатор 20 поступает ток, эквивалентный максимальному значению .относительного изменения частоты и коэффициенту параболы. Стрелочный индикатор 20 фиксирует значение температуры экстремальной точки. За счет введения режима автоматической калибровки устройства перед каждым циклом измерения повышается производительность контроля температуры экстремальной точки температурно-частотной характеристики кварцевых резонаторов.,, так как исключается длительный процесс ручной калибровки. Кроме того, введение автоматической калибровки позволяет полностью автоматизировать процесс измерения.

УСТРОЙСТВО ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ ТОЧКИ ТЕМПЕРАТУРНОЧАСТОТНОЙ КАРАКТЕРИСТИКИ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ по авт. СВ. 855941, о т л и ч а ю и ее с я тем что, с целью, повышения 6ыстродбй.ствия, между выходом компаратора частоты и входом управляемого генератора эталонной частоты дополнительно подключены последовательно соединенные нуль-орган, триггер, электронный ключ с подключенным к его сигнальному входу генератором изменяющегося напряжения и эапоминаинций блок, причем второй вход триггера соединен с. входной пусковой клеммой. А