Устройство для определения экстремальной точки температурно-частотной характеристики кварцевых резонаторов Советский патент 1981 года по МПК H03H3/04 H01L41/22 

S

Изобретение относится к радиотехнике, и может быть использовано для измерения температуры экстремальной точки те.мпературно-частотной характеристики при производственном контроле кварцевых резонаторов.

Известно устройство для измерения температурного коэффициента частоты кварцевых резонаторов, позволяюн.1ее измерять температуру экстремальной точки, содержащее два регулируемых источника тепла, датчик температуры, фазовый компаратор, измеритель частоты и автогенератор 1.

Однако это устройство не обеспечивает необходимой точности измерения и производительности.

Известно также устройство для определения экстремальной точки температурночастотной характеристики кварцевых резонаторов, содержащее два нерегулируемых источника тепла и испытуемый кварцевый резонатор, подключенный к автогенератору, соединенному со входом компаратора частоты, второй вход которого соединен с управляемым генератором эталонной частоты, а выход соединен со схемой индикации, состояихей из диода, соединенного с сигна.льНОЙ клеммой накопительного конденсатора, шунтированного последовательно соединенными ключом и разрядным резистором, которая соединена также с последовательно соединенными усилителем и калибровочным резистором 2.

Недостатком этого устройства является низкая точность определения температуры экстре.мальной точки в особенности для кварцевых резонаторов, имеющих больи1ой технологический разброс параметров температурно-частотной характеристики.

Цель изобретения - повыщение точности измерения температуры экстремальной точки температурно-частотной характеристики кварцевых резонаторов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения экстремальной точки те.мпературно-частотной характеристики кварцевых резонаторов содержит дополнительный нерегулируемый источник тепла, ключ, соединенный с выходом компаратора частоты и соединенную с ним схему измерения коэффициента параболы, состоящую из запоминающего конденсатора, нагруженного на последовательно соединенные усилитель и нормирующий резистор. iвыход КОПТ)рой соединсм со cipeiO4Hh)N ии1дикат(. I На чертеже ир11зеде1-1а структурная схема и1редлагаемого устройства. Она содержит исгытуемый 1 варцев1 |й резонатор 1, автогенератор 2. компаратор 3 частоты, уцраьдяемий эта.;оннык генератор 4, с. 5 щгдикащ.и, состоящую из 6, iiaKoi HTe.;ibHOi-o конденсатора 7, разрядного резистора 8, ключа 9, усндителя 10, кадиб|)овочного резистора 11, стрелочный индикатор 12. нерегулируемые источники 13 и 14 теп., 15 изменения коэффициента 1ара6о.;ы, С1;стоя1и.ук), иа1 ример, из занони(аюикч) емкости 16. развязывающего усилителя 17 и норми)у1още1о резистора 18, ключа 9 и дополннтельиого третьег;; нерегулируемого 1:сточиика 20 тенила. Устройство работает елеллтосцим образом. Иенытуемвп каарневый .атор 1 возбуждается автогеператоиом 2. Колебания резонансной частоты lo с выхода автогенератора 2 iio,iaiOTC i ка 1ервв1Й вход компаратора 3 частоть, к;: второй вход которого подае ся частота fo с нравлие ого эталонного IeHepaTOpia 4. Ma вв1ходе комнаратора 3 частоты возникает исстояпнс е наи)я кение, нроиорииональное отнисителы;ому измене-. нию чаетотвг Это напряжение че)ез диод G и;; конденсатор 7, иг)ак)ний ролв заноми aatoiaeio устройства. Конденсатор 7 разряжается через рсачсто) 8 при замыкании к/иоча 9. Конденсатор 7 нагружен на усилите:1ь U), имеюни1Й Bi icoKoe входное соиротивлечие. Выход уснлите.я 10 через ка.1иброночный резистор И нагружен на стрелочнв|й 1- нд1-;чято) 2. показызаюнн-п отклонение, npoHOpiu-ioHa.ibiioe Haiipii Kei;iUO на кондегсаторе 7. и от1-радлипован1 ьп1 (С). Определение темчерагуру экетремальной точки TO кварцевого рс.-зона:о }а 1 ocvHieeTBляется слечующим образом. Мерегулнруемв1е источники 13 и 20 тепла нагреваются до фикеирова11ИВ1Х темпе11атур Т i и Т а. более высоких, чем То- а источник 14 теи.1а нагревается до тем1 ературь более :из:()й. чем TO. HcHijiTveMbHi кварневый {х-зоиатор I иагрезается дг) темие|1атурв1 Т ,, игч этом ei-o чаетота стремится к f i. К.Иочи 9 и 19 в этот момент о:ч). С иомоигью уиравляюнгей ycTaiiaiS.iuiiaioT частоту управляемого генератора i эталонной частотв fo fv На11ряже11 ;е на 1Я,1ход( компар атч:)ра 3 частоты ирп этом равно ну.по и стре.мка етре.точно1х: п;11:катора 2 ст(и: на :iaчалвном делении. Сч)ответс .зуилкем )атуре TI. Затем ключ 9 лак|)(:ч. г; нев1)Н рез(1ато1) вере- eiiiaeiC4 и :-:( с темне1кг - рои . iia ;-а:М icncaiopax 7 ;; Из наканливае сн 11:-:;ряже;и;е. зпочорч hoiia.iijHoe относите., iDMCiiCiuiR) 4acr:V,i в диапазоне тс ;перятур Т и Т j. Когда вктота f2 кварцевою pe-uii ;-ir(;pa 1 ста;-1Г1:г зируется. на и;. ,1 I-i i:3 u-pii:::i коэффициента нараболы устанавливается ток, пропорннональный коэффициенту нараболы Ki. Затем ключ 19 закрывается, кварн, резонатор 1 неремеихается в зону с темнер-атурой Т г, и его частота стремится к значению fj. При достижении температуры экстре.1альцой точки относительное из.менен1- е частслъ достигает макеимального значения. Напряжение на В1з1ходе комнаратора 3 частоты также юстигает максимального значения. Температура продолжает изменятьея до значения Тз, а напряжение на выходе комнаратора частоты U изменяет знак на ггротивополо г:н1 ;й и также умень паетея. К диоду 6 прикладвтается закрываюи1ее напряжение, препятствующее разряду пакоцителвного конденса-ора 7. Таким образом, па нем сохраняется напряжение, нронорциональное макеимальпому с. .оеителвному изменению частспы. На стрелочный ин.дикатор 12 ностунасл ток. эквивалентный максимальному значению относительного изменения чаетоты и коэ|)фициенту нараболы. Стрелочный ин;и-1катор 12 фикеирует значеьие температуры экст:;емальной точки. Таким образом, за счет .;;-рег ия коэффициента параболь Ki .достигается новвкненная точность измерения экстоемалвной точки температурно-частот1 ой характеристики ква рневых резоиач-оров любых TKIIOB. так как i:f)rpe)unocTb задания к(Гэффициеита нара ;о;п): К2 при вычиелении Тс полностью онределяет riorpeinnocTb определения То. Дополнительное имеется возможность .зывести измеренное значение коэффициен. : параболы Кз со cxeMisi 15 измерения коэф (рициента нараболы 1-:а самостоятельный стрелочный индикатор что раеншряет функциональные возможности устройства. Формула изобретения Устройство для онпеделения экстремальной точки те.мпературно-частотной характерл-1стики кварцевых резонаторов, содержапдее два иерегу.;п-;руемых источника тепла и испытуемый кварцевый резонатор, подключенный к автогенератору, соединенному со входом компаратора частоты, второй вход которого соединен с управляемым генератором эталонной -частоты, а выход соединен со схе.мой индикации, состоящей из диода, соедпиенно-о с сигнальной клеммой накоiHiTejiBHoro конденсатора, Н1унтиро ванного после.:1овате,льг1о соединенные ключом и разр |дным резистором, которая соединена также с 1:ос 1едователг,но соединенными уси.лптелем и ка.либровочным резисторо.м, при 7ТОМ выход схемы инд|1каци1; соединен со ;Tj)e..io4nb м и ндикато1)ом. отличающееся тем.. ), с целью новь:шен.ия точноети измере ;ня, оно содержит дс;;югл ителЬ)Пый нерегглируемый источник тепла, соединенный с В1,1ходо.1 комиараюра частопВ к.люч и

соединенную с ним схему измерения коэффициента параболы, состоящую из запоминающего конденсатора, нагруженного на последовательно соединенные усилитель и нормирующий резистор, выход которой соединен со стрелочным индикатором.

Исто ч м i К1 i и н 4)0 р м iu ui 1. принятые во BHHMaiiiio при зкс:крт

1.Авторское свпдетельство СССЛ 588512, кл. G О R 27/26, 1976.

2.ПатептШвейпарпп Л1 591765. кл. G О R 29/22. 1977 (прототип).