Устройство для контроля параметров кварцевых генераторов

 

Изобретение может быть использовано для контроля стабильности и устойчивости генерации частоты в условиях нестабильности их питающих напряжений при одновременном воздействии окружающей среды. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Исследуемый кварцевьш генератор 1 размещен на задатчике 2 температуры. Кроме того, устройство содержит преобразовательный блок 3, делители 6 и 7 частоты, формирователи 9 и 10 импульсов, блок 12 памяти, коммутатор 13 и регистратор 15. Введение источника 5 испытательного напряжения, генератора 8 опорной частоты, измерителя 11 временных интервалов и преобразователя 14 код - напряжение позволяет отклонение частоты кварцевого генератора 1 от номинального значения преобразовать в последовательность отсчетов напряжения, следзтощих с периодом импульсов усреднения. Цо нахождению полученных отсчетов напряжения взаданных границах допуска судят об отсутствии или наличии срьшов колебаний . Кроме того, устройство позволяет осуществить индикацию последовательности отсчетов отклонения усредненной нестабильности частоты от допустимых значений. 3 ил. с € (Л И и 00 4 О 4 05 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) д11 4 G 01 В 29/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«4 4,»

"4». 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3976531/24-21 (22) 19.11.85 (46) 23.10.87. Бюл.й 39 (72) В.Я.Баржин, А.И.Вервейко, Н.Д«Чередниченко и IО.С.Шмалий (53) 621.317.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 976402, кл. G 01 R 29/22, 1981. (54),УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ IIAPAMETР0В КВАРЦЕВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ (57) Изобретение может быть использовано для контроля стабильности и устойчивости генерации частоты в условиях нестабильности их питающих напряжений при одновременном воздействии окружающей среды. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. Исследуемый кварцевый генератор 1 размещен на задатчике 2 температуры. Кроме того, устройство содержит преобразовательный блок 3, делители 6 и 7 частоты, формирователи 9 и 10 импульсов, блок 12 памяти, коммутатор 13 и регистратор 15. Введение источника 5 испытательного напряжения, генератора

8 опорной частоты, измерителя ll временных интервалов и преобразователя

14 код — напряжение позволяет отклонение частоты кварцевого генератора

1 от номинального значения преобразовать в последовательность отсчетов напряжения, следующих с периодом импульсов усреднения. По нахождению полученных отсчетов напряжения в заданных границах допуска судят об отсутствии или наличии срывов колебаний. Кроме того, устройство позволяет осуществить индикацию последовательности отсчетов отклонения усредненной нестабильности частоты от допустимых значений, 3 ил.

1347046

Изобретение относится к технике, измерений и может быть использовано для контроля стабильности и устойчивости генерации частоты кварцевых генераторов в условиях нестабильнос6 ти их питающих напряжений при одновременном воздействии окружающей температуры.

Цель изобретения — расширение фун. кциональных возможностей за счет индикации последовательности отсчетов отклонения усредненной .нестабильности от допустимых значений.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3— временная диаграмма, поясняющая преобразование отклонения частоты от номинального значения в последовательность отсчетов напряжения.

Устройство (фиг.1) содержит исследуемый кварцевый генератор 1, ?5 размещенный на эадатчике 2 температуры, вход которого подключен к выходу преобразовательного блока 3, входом соединенного с выходом синхронизатора 4, источник 5 испытатель- 30 ного напряжения, делители 6 и 7 частоты, генератор 8 опорной частоты, формирователи 9 и 10 импульсов, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом измерителя 11 временных интервалов, блок 12 памяти, коммутатор 13, выход которого через преобразователь 14 код — напряжение подключен к первому входу регистратора 15, первую 16 и вторую 17 клеммы рр устройства для подключения исследуемого кварцевого генератора.

Источник 5 испытательного напряжения выполнен в виде источников 18 переменного и 19 постоянного напряже- 45 ний, при этом первый выход источника

19 постоянного напряжения соединен с входом вторичной обмотки выходного трансформатора источника 18 переменного напряжения, выход которого явля- 50 ется выходом источника испытательного напряжения, а второй выход источника

19 соединен с общей шиной устройства.

Устройство работает следующим образом.

На первом этапе перед проведением испытаний определяют частоты f u

f кварцевого генератора при его минимальном и максимальном рабочих д1 = 0,5(à — fÄ); f = 5(f ) = 0,5 ° 8 (f — f,1 хо (1) где f — начальное значение исслехо дуемой частоты;

f

Т вЂ” тактовая частота заполнения интервала усреднения

txo x

T — период тактовой частоты.

Из выражения (1) определяют интервал усреднения t x в виде fР— fxо 01х5 о ( дГ, Г 0,5 S7f,-f, 7 f

Коэффициент деления первого делителя частоты выбирают равным . хо

t и п хо где Т, — начальный период частотц кварцевого генератора.

Коэффициент деления второго делителя 7 частоты выбирают равным пх Г, и (2)

Т, где Т вЂ” период импульсов опорной частоты Г

Закон изменения выходного напряжения источника 5 испытательного напряжения задают в виде

2й

+ z U sin

U 0 T э

rpe U, 1 — номинальное напряжение питания кварцевого генератора; — допуск на отклонение от номинального значения в пределах 0,1 — 0,2 В; — период отклонения напряжения питания от номинального

gU значения.

Период Т выбирается из условий обеспечения требуемой погрешности дискретизации по частоте и определяется из математического выражения напряжениях питания и вычисляют де-виацию частоты f и величину разре3 шающей способности устройства, обеспечивающей достижение требуемой погрешности 8 дискретизации по частоте при изменении питающего напряжения кварцевого генератора 1, по следующим математическим выражениям соответственно (3) T = Tха + 6Т„, з

1347046 4

4 (фиг.2б) формируется последовательТ хо ность опорных импульсов с периодом следования С = пкT, (ôèã.2 d.). .На

Скорость изменения напряжения преме ите я ll временных инвыходе измерителя временных инобразовательного блока 3 выбирается тервалов из последовательности имиз условия, что время изменения темпульсов усреднения и опорных импуль- . ператУРы в заДатчике 2 темпеРатУРы на с р ируется код измерительного сов формируется код измерительного один гРадУс Сто больше (2-3) пеРио- интерва а С который может быть

/ п а Р Ур 10 представлен в виде математического постоянной временй кварцевого резонатора. Значения кодов для максимальной (верхней) и минимальной (нижней) п„С„- г,Та границ допуска по частоте рассчитывают по математическьтм выраженим соот- 15 учитывая что период T колебаний

Э х частоты f непостоянен и имеет внд пхТх маркс макс T х

ПхТх мнн — П о Та мин T

20 где Т„и Тх — максимальный и

"макс мин минимальный периоды исследуемой частоты. 25

Рассчетные значения кодов устанавливают в блоке 12 памяти, после чего переходят ко второму этапу измерений.

На втором этапе работы устройства в определенный момент времени синхро- З низатор 4 запускает регистратор 15, например развертку запоминающего осциллографа, и преобразовательный блок 3, на выходе которого начинает измЕняться напряжение по предварительно установленному закону, что вызывает изменение температуры в задатчике 2 температуры. В результате этого, а также изменения источника 5 испытательного напряжения, изменяется частота колебаний на выходе кварцевого генератора 1. Импульсы частоты с выхода кварцевого генератора l (фиг.2а) поступают на первый вход первого делителя 6 частоты, на 45 выходе которого формируется последовательность импульсов усреднения с периодом следования t„ = n„T„.

Первый формирователь 9 импульсов по переднему фронту выходного импуль- 50 са первого делителя 6 частоты форми рует короткий импульс (фиг.2с, с), которым первый 6 и второй 7 делители частоты, а также коммутатор 13 устанавливаются в нулевое состояние. На выходе последовательно соединенных . второго делителя 7 частоты и второго формирователя 10 импульсов из импульсов генератора 8 опорной частоты где дТх — приращение периода исследуемой частоты, выражение (3) может быть представлено в виде пхТхо + пхй.х — паТо (4)

Принимая во внимание выражение (2), выражение (4) имеет вид пх аТх

N = --- —.

Код Н измерительного интервала t поступает на первый вход коммутатора

13, а на второй вход — коды N è

N âåðõíåé и нижней границ допуска.

По сигналам генератора 8 опорной частоты и первого преобразователя 14 код — напряжение последовательно про. ходят коды нижней границы допуска, измерительного. интервала, верхней границы допуска. Преобразователь 14, код напряжение преобразует код N измерительного интервала в напряжение, которое может быть представлено в виде (5) где 6U — единичное приращение напряжения.

Напряжение с выхода преобразователя 14 поступает на регистратор 15, на котором индицируется нахождение отклонения исследуемой частоты от номинального значения относительно заданного поля допуска (фиг.2 и).

Интервал С, — С = 1/4 С„ (фиг.2 и) соответствует нижнему уровню границы допуска (U „„„), Интервал С вЂ” t > l/2 С„ — номинальному значению, интервал С вЂ” С

= 1/4 С„ — верхнему уровню границы

5 13470 допуска (U „„, ) . Выбор интервалов коммутации (фиг.2 и), -с,,г.,-с, и -t,ипериода следования импульсов усреднения t> проводится так что по имУ

5 пульсу усреднения на выходе коммутатора 13 происходит смена кода верхнего уровня границы допуска на, нижний. Это поз3 воляет по перепаду напряжения от U к U íà регистраторе 15 наглядно индицироватв точную временную шкалу.

Таким образом, отклонение частоты кварцевого генератора 1 от номинального значения преобразуется в последо-5 вательность отсчетов напряжения U в соответствии с выражением (5) следующих с периодом импульсов усреднения. По нахождению полученных отсче" тов напряжения U в заданных границах и допуска {фиг. 3, интервалы Π— t<, t < — t ) или вне его (фиг.3„, интервал 1< — t<) судят об отсутствии или наличии срывов колебаний.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров кварцевых генераторов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, преобразовательный блок и задатчик температуры, два делителя частоты, два формирователя импульсов, выход первого из которых соединен с первым входом второго делителя частоты, блок памяти, коммутатор и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем.: что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены

46

6 генератор опорной частоты, измеритель временных интервалов, преобразователь код — напряжение и источник. испытательного напряжения, при этом выход источника испытательного напряжения соединен с первой клеммой устроиства для подключения исследуемо го кварцевого генератора, размещенного на эадатчике температуры, вторая клемма устройства для подключения исследуемого кварцевого резонатора подключена к первому входу первого делителя частоты, второй вход которого соединен с первым входом второго дедителя частоты, выход первого делителя частоты подключен через первый формирователь импульсов к первому управляющему входу первого формирователя импульсов и к первому управляющему входу компаратора, второй управ-. ляющий вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и с вторым входом второго делителя частоты, выход которого через второй формирователь импульсов соединен с первым входом измерителя временных интервалов, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, выход измерителя временных интервалов соединен с первой сигнальной шиной коммутатора, вторая сигнальная шина которого подключена к выходу блока памяти, выход коммутатора через преобразователь код — напряжение соединен с первым входом регистратора, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора.

1347046

tt tйг р, 3

Составитель Л.Муранов

Редактор И.Горная Техред A. Кравчук Корректор Г.Решетник

Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 5118/45

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4