Устройство для измерения частот резонанса и антирезонанса электромеханического резонатора

 

Изобретение служит для сокращения времени измерений частот резонанса и антирезонанса электромеханических резонаторов. Устройство содержит компаратор 1, RS-триггер 2, генератор (Г) 3 линейно изменяющегося напряжения , коммутатор 4, Г 5 качающейся частоты, четырехполюсник 6 с измеряемым резонатором, фазовый детектор 7 и дифференциатор 8. Введение корректора 9 скорости линейно изменяющегося напряжения уменьшает скорость изменения частоты Г 5 качающейся частоты вблизи резонансной (антирезонансной) частоты резонатора . Это позволяет увеличить начальную скорость изменения частоты прокачки и уменьшить время поиска резонанса до 0,2 с в диапазоне частот 100-150 кГц. 1 з.п.ф-лы, i ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цц G 01 R 29/22, 23/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

lgl

С

Ф

Cg ф е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4166589/24-21 (22) 24. 12. 86 (46) 07.02,89. Бюл. 9 5 (72) Я.Я.Ланг (53) 621. 317. 361 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР и 767661, кл. G 01 R 23/12, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТ

РЕЗОНАНСА И АНТИРЕЗОНАНСА .ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА . (57) Изобретение служит для сокраще- ния времени измерений частот резонанса и антирезонанса электромеханических резонаторов. Устройство содержит компаратор 1, RS-триггер 2, генера„„Я0„„1456912 А 1 тор (Г) 3 линейно изменяющегося напряжения, коммутатор 4, Г 5 качающейся частоты, четырехполюсник 6 с

l измеряемым резонатором, фазовый детектор 7 и дифференциатор 8. Введение корректора 9 скорости линейно изменяющегося напряжения уменьшает скорость изменения частоты Г 5 качающейся частоты вблизи резонансной (антирезонансной) частоты резонатора. Это позволяет увеличить начальную скорость изменения частоты прокачки и уменьшить время поиска резонанса до 0,2 с в диапазоне частот

100-150 кГц. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1456912

Изобретение относится к технике .измерений и может быть использовано для измерения параметров пьезоэлект рических и магнитострикционных резонаторов.

Целью изобретения является сокращение времени измерений, На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные компаратор 1, RS-триггер 2, генератор 3 линейно изменяющегося напряжения, коммутатор 4 и генератор 5 качающейся частоты, четырехполюсник 6 с измеряемым резонатором, последовательно соединенные фазовый детектор 7, дифференциатор 8 и корректор 9 скорости линейно изменяющегося напряжения, частотомер 10, усилитель 11 постоянного тока, первую и вторую клеммы 12 и 13 устройства для подключения четырехполюсника с измеряемым резонатором и клемму 14 . Пуск" устройства, Компаратор 1 выполнен на микросхеме К521САЗ. Инверсный вход .компаратора 1 соединен с выходом фазового детектора, а прямой вход — с общим проводом устройства (не показано).

Генератор 3 линейно изменяющегося напряжения выполнен по схеме интегратора со сбросом и с управлением от RS-триггера 2. Генератор 5 качающейся частоты содержит LC-автогенератор с варикапом. Варикап соединен с управляющим входом генератора 5 качающейся частоты через резистор.

Четырехполюсник 6 с измеряемым резонатором содержит два резистора сопротивлением 600 Ом. Первый вывод первого резистора является входом, а первьй вывод второго резистора— выходом четырехполюсника 6. Второй вывод второго резистора соединен .с общим проводом устройства (не показано).

Резонатор соединен с вторым выводом первого резистора и первым выводом второго резистора при измерении резонансной частоты, При измерении антирезонансной частоты резонатор подключен параллельно второму резистору. При этом второй вывод первого резистора соединен с первым выводом второго резистора. Корректор 9 скорости линейно изменяющегося напряжения выполнен в виде последовательно соединенных двухполупериодного выпря5

55 мителя и аналогового делителя напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии RS-триггер 2 находится в нулевом состоянии, коммутатор 4 находится в положении "2", напряжение на выходе генератора 3 равно нулю. По команде "Пуск RS-триггер 2 переходит в единичное состояние, включая генератор 3 и переключая коммутатор 4 в .положение "1". Генератор З,формирует линейно изменяющееся напряжение, которое изменяет частоту генератора 5 в диапазоне частот, охватывающем частоты резонанса и антирезонанса резонатора. В начале диапазона изменения частоты генератора 5 сдвиг фазы четырехполюсника 6 с измеряемыми резонатором близок к

11/2. При этом выходное напряжение фазового детектора 7.максимально, а на выходе дифференциатора 8 напряжение близко к нулю. На выходе корректора

9 напряжение максимально. В этом случае на интегратор генератора 3 поступает максимальное напряжение, поэтому скорость изменения напряжения на его выходе и скорость изменения частоты генератора 5 максимальны °

С приближением частоты генератора

5 к резонансной частоте измеряемого резонатора напряжение на выходе фазового детектора. 7 начинает уменьшаться. На выходе дифференциатора 8 появляется отрицательное напряжение, пропорциональное скорости изменения напряжения на выходе фазового детектора 7. Это приводит к уменьшению напряжения на выходе корректора 9 и к уменьшению скорости изменения частоты генератора 5 вблизи резонансной частоты. Изменение частоты генератора 5 продолжается до тех пор, пока напряжение на выходе фазового детектора 7 не достигнет нулевого уровня.

При этом срабатывает компаратор 1, который устанавливает RS-триггер 2 в нулевое состояние. Если бы изменение частоты происходило с постоянной максимальной скоростью, то резонансная частота была бы изменена с погрешностью, так как перепад напряжения на выходе фазового детектора 7 бып бы недостаточным для срабатывания компаратора !. Это объясняется тем, что при высокой скорости линей1456912

50 но изменяющегося напряжения время возбуждения колебаний в исследуемом резонаторе значительно меньше постоянной времени установления колебаний, определяемой добротностью исследуемого резонатора, т.е.,частота генератора 5 находится вблизи резонансной частоты в течение времени, недостаточного для возбуждения колебаний в испытуемом резонаторе.

Уменьшение скорости изменения частоты генератора 5 вблизи резонансной частоты измеряемого резонатора обеспечивает точное воспроизведение фазочастотной характеристики измеряемого резонатора на выходе фазового детектора 7 и уверенное обнаружение резонанса при переходе фазочастотной характеристики через нуль. После установки RS-триггера 2 в нулевое состояние коммутатор ч переводится в положение "2", в результате чего выход фазового детектора 7 через усилитель 11 постоянного тока подключается к элементу перестройки частоты генератора 5. Происходит точное дослеживание резонансной частоты системой фазовой автоматической подстройки частоты генератора 5 ° После достижения точной настройки на частоту резонанса происходит измерение ее частотомером 10.

Сокращение времени измерений достигается эа счет уменьшения скорости изменения частоты генератора 5 вблизи резонансной (антирезонансной) частоты резонатора. Это позволяет увеличить начальную скорость изменения частоты прокачки и уменьшить время поиска резонанса (антирезонанса до 0,2 с в диапазоне частот (100 — 150) кГц. Ввиду того, что скорость изменения частоты генератора 5 вблизи резонансной частоты мала и напряжение, пропорциональное частоте резонанса (антирезонанса), фиксируется компаратором при переходе напряжения на выходе фазового детектора через нуль, то возможность пропуска резонансной (антирезонансной) частоты отсутствует. Поэтому начальная расстройка в системе фазовой автоподстройки частоты генератора 5 после перевода коммутатора ч и в положение "2" мала, что и уменьшает время переходных процессов в устройстве.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для измерения час10 тот резонанса и антирезонанса электромеханического резонатора, содержащее последовательно соединенные генератор качающейся частоты, четырехполюсник с измеряемым резонатором, 15 фазовый детектор, усилитель постоянного тока и коммутатор, выход которого соединен с управляющим входом генератора качающейся частоты, первый выход которого соединен с опорным

20 входом фазового детектора, а второй выход генератора качающейся частоты подключен к входу частотомера, выход фазового детектора соединен с входом дифференциатора, выход генератора

25 линейно изменяющегося напряжения соединен с вторым входом коммутатора, управляющий вход которого соединен выходом RS-триггера, первый вход ко". торого соединен с шиной "Пуск" уст30 ройства, а второй вход RS-триггера подключен к выходу компаратора, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерений, в него введен корректор скорости линейно изменяющегося напряжения, при этом выход дифференциатора через корректор скорости линейно изменяющегося напряжения подключен к входу генератора линейно изменяющегося напряжения, выполненного с регулируемой.крутизной линейно изменяющегося напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом RS-триггера, выход фазового детектора соединен с сигнальным входом компаратора..

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что корректор скорости линейно изменяющегося напряжения выполнен в виде последовательно соединенных двухполупериодного выпрямителя и аналогового делителя.

Устройство для измерения частот резонанса и антирезонанса электромеханического резонатора Устройство для измерения частот резонанса и антирезонанса электромеханического резонатора Устройство для измерения частот резонанса и антирезонанса электромеханического резонатора 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для контроля и маркировки пьезоэлементов, а также пьезоэлектрических монокристаллов

Изобретение относится к средствам ультразвуковой измерительной техники и может быть использовано при измерении параметров пьезопреобразователей как в процессе их производства , так и процессе производства ультразвуковой аппаратуры, использующей преобразователи

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электромеханических фильтрах

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано, например, для автоматической проверки соответствия акселерометров требованиям технических условий при их серийном выпуске

Изобретение относится к технике измерений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для допускового контроля пьезоэлектрических резонаторов, в частности кварцевых, по частоте, добротности , статической емкости и сопротивлению изоляции

Изобретение относится к радиоизмерительной технике

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обеспечения высокотечных сличений и синхронизации мер частоты

Изобретение относится к технике электроизмерений и предназначено для измерения девиации частоты сигналов с произвольным законом модуляции, является дополнительным изобретением к авт

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в различных радиотехнических измерительных устройствах, предназначенных для непосредственного измерения девиации ЧМ-сигналов

Изобретение относится к области радиотехники и может .быть использова НС в различных радиотехнических измерительных устройствах

Изобретение относится к области измерений, преимущественно СВЧ-диапазона , и может быть использовано при измерении флуктуации частоты автогенератора

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в информационно-измерительных устройствах
Наверх