Устройство для измерения резонансной частоты механических резонаторов Советский патент 1993 года по МПК G01B21/00 

VI

ю о о о о

I Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при измерении резонансной частоты резонаторов электромеханических фильтров (ЭМФ).

Известно устройство для измерения резонансной частоты резонаторов ЭМФ, содержащее перестраиваемый измерительный генератор, амплитудные манипуляторы (ключи), запускаемые в противофазе от генератора импульсов коммутации, усилитель, детектор и индикато р. Принцип работы этого устройства основан на возбуждении измеряемого резонатора радиоимпульсом с -последующей обработкой сигнала-отклика возбужденного резонатора амплитудным методом.

Недостатком данного устройства является большое время измерения, которое определяется временем поиска максимума амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) резонатора.

Известно устройство-прототип, позволяющее измерять резонансную частоту резонаторов ЭМФ путем определения частоты, заполнения сигналов-откликов возбужденного резонатора. Прототип содержит блок коммутации, соединенные последовательно между собой блок возбуждения, первый ключ, датчик с измеряемым резонатором, усилитель напряжения, второй ключ, блок измерения параметров радиосигналов, причем аналоговые входы ключей соединены с первым и вторым выходами блока коммутации.

Устройство-прототип также характеризуется большим временем измерения (более 0,5 с), которое определяется временем перестройки измерительного генератора по диапазону при поиске резонансной частоты.

Цель изобретения - повышение скорости измерений. ..:.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения резонансной частоты механических резонаторов, содержащее соединенные последовательно блок возбуждения, первый ключ, датчик с измеряемым резонатором, первый усилитель напряжения и второй ключ, блок измерения параметров радиосигналов, блок коммута- . ции, причем управляющие входы первого и .второго ключей соединены с первыми вторым выходами блока коммутации, снабжено соединенными последовательно первым полосовым фильтром, вторым усилителем . напряжения и третьим ключом, последовательно соединенными амплитудным детектором, компаратором напряжения и триггером, источником опорного напряжения, выход которого соединен со вторым

входом компаратора напряжения, вход первого полосового фильтра соединен с выходом второго ключа, вход блока измерения параметров радиосигналов соединен с выходом третьего ключа, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй вход которого соединен третьим выходом блока коммутации, вход амплитудного детектора соединен с выходом второго усилителя на0 пряжения, блок возбуждения выполнен в виде последовательно соединенных генератора шума, второго полосового фильтра и усилителя мощности, выход которого является выходом блока возбуждения,

5 На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 шума, второй полосовой фильтр 2, усилитель 3 мощности, первый ключ 4, датчик 5 с изме0 ряемым резонатором, первый усилитель 6 напряжения, второй ключ 7, первый полосовой фильтр 8, второй усилитель 9 напряжения, третий ключ 10, блок 11 измерения параметров радиосигналов, блок 12 комму5 тации, амплитудный детектор 13, компара-. тор 14 напряжений, триггер 15, источник 16 . опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

0 Сигнал от генератора 1 шума через второй полосовой фильтр 2, усилитель 3 мощности и открытый ключ 4 попадает на датчик 5 и возбуждает измеряемый резонатор. Сигнал-отклик возбужденного резонатора уси5 лива;ется усилителем 6 напряжения и. через открытый ключ 7, работающий в противофазе с ключом 4, поступает через первый полосовой фильтр 8. второй усилитель 9 напряжения и третий ключ 10 в блок 11

0 измерения параметров радиосигналов. Определение резонансной частоты резонаторов происходит путем определения периода колебаний Т сигнала-отклика резонатора с последующим нахождением обратной 8бли5 чины (f 1 /Т). Второй полосовой фильтр 2 определяет ширину полосу частот, в которой возможно возбуждение резонатора, повышает вместе с усилителем мощности спектральную мощность возбуждающего

0 сигнала на необходимом участке спектра.

Даже при большой мощности возбуждающего сигнала, из-за случайного характера зависимости спектральной мощности возбуждающих сигналов от времени мощность

5 сигналов-откликов измеряемого резонатора также не является постоянной при каждом возбуждающе импульсе. Введенная в устройство цепь, состоящая из амплитудного детектора 13, компаратора 14 напряжений и триггера 15, позволяет путем

открытия третьего ключа пропускать на блок измерения параметров радиосигналом сигналы-отклики только достаточного для обработки уровня, выше задаваемого источником 16 опорного напряжения. После об- работки сигнала-отклика триггер возвращается в исходное состояние с помощью импульса от блока 12 коммутации.

Помимо управления триггером 15 блок 12 коммутации запускает в противофазе ключи 4 и 7 при возбуждении измеряемого резонатора и обработке сигнала-отклика. Второй усилитель 9 напряжения введен для повышения коэффициента усиления сигналов-откликов, величина которых меньше, чем в случае применения прототипа, так как резонатор возбуждается не гармоническим сигналом, а шумоподобным. Первый полосовой фильтр 8 введен для увеличения устойчивости к самовозбуждению измерительного тракта, имеющего больший, чем в прототипе, коэффициент усиления.

Формула изобретен и я Устройство для измерения резонансной частоты механических резонаторов, содержащее соединенные последовательно блок возбуждения, первый ключ, датчик с

5

10 5 0

5

измеряемым резонатором, первый усилитель напряжения и второй ключ,блок измерения параметров радиосигналов, блок коммутации, выходы первого и второго ключей соединены с первым и вторым выходами блока коммутации. 6 т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости измерений, оно снабжено соединенными последовательно первым полосовым фильтром, вторым усилителем напряжения и третьим ключом, последовательно соединёнными амплитудным детектором, компаратором напряжения и триггером, источником опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом компаратора напряжения, вход второго полосового фильтра соединен с выходом второго ключа, вход блока измерения параметров радиосигналов соединен с выходом третьего ключа, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй вход которого соединен с третьим выходом блока коммутации, вход амплитудного детектора соединен с выходом второго усилителя напряжения, блок возбуждения выполнен в виде последовательно включенных генератор шума, второго полосового фильтра и усилителя мощности, а выход которого является выходом блока возбуждения.

Использование: в радиотехнике, при производстве резонаторов электромеханических фильтров (ЭМФ). Сущность изобретения; устройство, работающее на принципе ударного возбуждения резонаторов радиоимпуяьсом с последующей обработкой сигнала-отклика резонаторов частотным методом отличается тем, что, с целью повышения скорости измерений блок возбуждения резонаторов выполнен в виде последовательно соединенных генератора 1 шума, полосового фильтра 2 и усили- теля 3 мощности. В устройство дополнительно введен амплитудный детектор 13, позволяющий обрабатывать сигналы-отклики только большого уровня для повышения точности измерений. 1 ил..- .. -