Измеритель электрических параметров кварцевых резонаторов Советский патент 1980 года по МПК H03H3/04 G01R23/00 H03B5/32 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в устройствах для измерения частоты и эквивалентны.х, электрических параметров кварцевых резонаторов. Известен измеритель электрических параметров кварцевых резонаторов, выполненный на основе моста полных проводимостей, содержащий высокочастотный генератор, мост и индикатор баланса I. Недостатком такого измерителя является низкая производительность при измерениях, что связано с необходимостью использования высокостабильного генератора типа интегратора. Наиболее близок к предлагаемому измеритель электрических параметров кварцевых разонаторов, содержащий включенную в цепь положительной обратной связи мостовую схему, в одно из плеч которой включен переменный резистор, а в другое - измеряемый кварцевый резонатор, и цепь индикации, соединенную с выходом цепи положительной обратной связи 2. Переменный резистор в этом измерителе выполнен в виде обычного резистора с ручной перестройкой величины сопротивления. Недостатком этого измерителя является недостаточно высокая точность измерения частоты кварцевого резонатора на последовательном резонансе, что связано, в основном, с нестабильностью частоты возбуждения цепи положительной обратной связи. Необходимость ручной настройки моста также вносит дополнительные ощибки в измерения. Цель изобретения - повышение точности измерений. Это достигается те.м, что измеритель электрических параметров кварцевых резонаторов, содержащий включенную в цепь положительной обратной связи мостовую схему, в одном из плеч которой включен переменный резистор, а в другое - измеряемый кварцевый резонатор, и цепь индикации, соединенную с выходом цепи положительной обратной связи, дополнительно снабжен вычитающим устройством, входы которого соединены с соответствующими плечами мостовой схемы, а выход - с входом цепи положительной обратной связи, при этом управляющий вход переменного резистора соединен через дополнительный усилитель с цепью положительной обратной связи. На чертеже показана блок-схема предлагаемого измерителя. Он содержит мостовую схему 1, в противоположные плечи которой включены электронно-управляемый резистор 2 и кварцевый резонатор 3. Входы вычитающего устройства 4 подключены к кварцевому резонатору 3 и переменному резистору 2. Выход вычитающего устройства 4 через цепь 5 положительной обратной связи соединен со входом кристаллического моста 1. Управляющий вход переменного резистора 2 через дополнительный усилитель 6 соединен с цепью 5 положительной обратной связи. Цепь 7 индикации соединена с выходом цепи 5. Возможны два варианта подключения мостовой схемы: общие выводы постоянных резисторов в мостовой схеме 1 соединены с общей щиной и когда с общей щиной соединены общие выводы кварцевого резонатора 3 и переменного резистора 2. Измеритель электрических параметров кварцевых резонаторов работает следующим образом. На выходе вычитающего устройства 4 сигнал пропорционален разности сигналов, поступающих с выходов переменного резистора 2 и кварцевого резонатора 3 на входы вычитающего устройства 4. При перестройке фазы цепи 5 положительной обратной связи возбуждается кварцевый резонатор 3При этом сигнал, поступающий с выхода кварцевого резонатора 3 на вход вычитающего устройства 4, больще сигнала, поступающего на его другой вход с переменного резистора 2. По мере дальнейшей перестройки фазы цепи 5 положительной обратной связи частота возбуждения измерителя приближается к частоте кварцевого резонатора на последовательном резонансе. При этом импеданс кварцевого резонатора 3 уменьщается и становится равным его динамическому сопротивлению, а сигнал, поступающий через дополнительный усилитель 6 на управляющий вход резистора 2, уменьщает величину последнего. При достаточно больщом коэффициенте усиления цепи 5 величина переменного резистора 2 с достаточно высокой точностью равна динамическому сопротивлению кварцевого резонатора. Предлагаемый измеритель позволяет увеличить стабильность частоты возбуждения цепи положительной обратной связи примерно в 200 раз; как следствие, повышается точность определения частоты кварцевого резонатора на последовательном резонансе и его динамических параметров. Кроме того, поскольку отпадает необходимость ручной перестройки переменного резистора 2, дополнительно повыщаются точностные характеристики и производительность измерений. В случае соединения с общей щиной общих выводов кварцевого резонатора и переменного резистора упрощается цепь управления последнего и облегчается проведение измерения энергетического режима работы кварцевого резонатора. Формула изобретения Измеритель электрических параметров кварцевых резонаторов, содержащий включенную в цепь положительной обратной связи мостовую схему, в одно из плеч которой включен переменный резистор, а в другое - измеряемый кварцевый резонатор, и цепь индикации, соединенную с выходом цепи положительной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений, он дополнительно снабжен вычитающим устройством, входы которого соединены с соответствующими плечами мостовой схемы, а выход - с входом цепи положительной обратной связи, при этом управляющий вход переменного резистора соединен через дополнительный усилитель с цепью положительной обратной связи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сухов Л. В. и др. Измерение параметров пьезоэлектрических изделий. Обзоры по электронной технике, сер. «Радиокомпоненты, 1970, вып. 3, с. 21. 2.Рамадан и др. «Кристаллический мост для измерения эквивалентных параметров пьезоэлектрических кристаллов. Приборы для научных исследований, 1978, № 3, с. 98.