Устройство для измерения добротности кварцевых резонаторов Советский патент 1982 года по МПК G01R27/26 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ

I

Изобретение относится к радиотехнике, а именно-; к устройствам для измерения параметров кварцевых резонаторов.

Известен резонансный метод измерения добротности кварцевых резонаторов, согласно которому измерительный четырехполюсник подключают к диапазонному генератору, к выходу измерительного четырехполюсника подключают индикатор выходного напряжения, изменяя частоту диапазонного генератора по данным индикатора выходного напряжения, определяют резонансную характеристику. Ширина полосы пропус кания характеризует величину добротности кварцевого резонатора 1

Устройства, реализующие описанный метод измерения, не находят практического применения в производственных условиях из-за сравнительной сложности автоматизации процесса измерений .

Известно устройство, реализу ощее метод свободных затуханий колебаний, содержащее соединенные последовательно возбуждающий генератор, ключевой блок, измерительный четырехполюсник, усилитель, амплитудный детектор и амплитудный дискриминатор. Измеряемый кварцевый резонатор соединен с измерительным четырехполюсником. При измерениях кварцевый резонатор

10 возбуждают с помощью генератора,. подключаемого к измерительному четырехполюснику ключевым блоком. Затем резрнатор переводят с- помощью ключевого блока в режим свободных зату15хающих колебаний, отключая его от возбуждающего генератора. При этом напряжение, поступающее на вход амплитудного дискриминатора, уменьшается. В моменты совпадения этого на20пряжения с двумя фиксированными пороговыми уровнями амплитудного дискриминатора, последний вырабатывает импульсы, временной интервал между которыми пропорционален добротности кварцевого резонатора . Однако в условиях серийного производства кварцевых резонаторов, когда технологический разброс параметров кварцевых резонаторов велик, приходится в значительной степени менять уровень возбуждения измеряемо го кварцевого резонатора, так как в случае малой амплитуды напряжения возбуждающего генератора резонатор возбуждается медленно и при малой добротности резонатора напряжение на входе амплитудного дискриминатора может оказаться меньше верхнего уровня срабатывания. При этом измере ние не реализуется. При высоком уровне возбуждения кварцевые резонаторы с высокой добротностью могут выходить из строя, в режиме большого уровня возбуждения.резко увеличивается время измерения. Цель изобретения - уменьшение влияния уровня возбуждения резонато ров на результат измерения и сокращение времени измерения. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения добротности кварцевых резонаторов,, содержащее соединенные последовательн возбуждающий генератор, ключевой блок, измерительный четырехполюсник усилитель, амплитудный детектор и амплитудный дискриминатор, введены первый и второй блоки сравнения и элемент затухания, через который измерительный четырехполюсник соеди нен с клеммами для подключения иссл дуемого кварцевого резонатора, выход усилителя соединен со входами первого и второго блоков сравнения, выходы которых подключены сооответственно к управляющему входу ключев го блока и управляющему входу элеме та затухания. На чертеже изображена функциональная схема устройства для измере ния добротности кварцевых резонаторов. Устройство содержит последовател но соединенные возбуждающий генератор 1, ключевой блок 2, измерительный четырехполюсник 3, усилитель k, амплитудный детектор 5, амплитудный дискриминатор 6, кварцевый резонатор 7, подключенный через элемент 8 затухания к измерительному четырехполюснику 3, входы блоков 9 и 10 сравнения подключены к выходу усили теля Ц, выход блока 9 соединен с управляющим входом ключевого блока 2, выход блока 10 соединен с управляю- . щим входом элемента 8 затухания. Устройство работает следующим образом. Напряжение с возбуждающего генератора t через ключевой блок 2 поступает на вход измерительного четырехполюсника 3, к которому подсоединяется кварцевый резонатор 7. Напряжение с выхода измерительного четырехполюсника 3 усиливается усилителем k и детектируется амплитудным детектором 5. После достижения напряжением на входе амплитудного детектора 5 верхнего уровня срабатывания амплитудного дискриминатора 6 блок 10 сравнения, на вход которого поступает напряжение с усилителя Ц, подключает последовательно с резонатором 7 элемент 8 затухания. Затем блок 9 сравнения, на вход которого поступает напряжение с усилителя , отключает резонатор 7 от генератора 1 на время измерения добротности. Блок 10 сравнения отключает элемент 8 затухания из цепи резонатора 7 перед достижением напряжения на выходе детектора уровня верхнего порога срабатывания амплитудного дискриминатора 6. Орименение разработанного устройства позволяет в раз уменьшить трудоемкость измерения добротности кварцевых резонаторов и практически полностью исключить брак. Одновременно значительно облегчаются условия труда контролеров. Формула изобретения Устройство для измерения добротности кварцевых резонаторов, содержащее соединенные последовательно возбуждающий генератор, ключевой блок, измерительный четырехполюсник, усилитель, амплитудный детектор и амплитудный дискриминатор, отличающееся тем, что, с целью . уменьшения влияния уровня возбуждения резонаторов на результат измерения и сокращения времени измерения, введены первый и второй блоки сравнения и элемент затухания, через который измерительный четырехполюсник соединен с клеммами для подключения исследуемого кварцевого резонатора, выход усилителя соединен со входами первого и второго блоков сравнения, выходы которых подключены соответственно к управляющему входу ключевого блока и управляющему входу элемента затухания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Смагин А. Г., Ярославский М, И. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. М., Энергия. 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

;№ 169581, кл. G 01 8 27/26, 17.03.65 (прототип).