Устройство для измерения добротности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик (») 7() 2316 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05,11.75 (21) 2187068/18 — 21 с присоединением заявки ¹ (23) П риоритет (51)М. Кл.

G 01 8 27/26

Веудервтевиньб1 квинтет

СССР но Аннам изебретеннй н еткрытнй

Опубликовано 05.12.79, Бюллетень № 45 (53) УДК621317. .337 (088.8) Дата опубликования описания 05 12.79 (72) Автор изобретения

О, А. Бовкуненко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано для измерения добротности акустических и механических колебательных систем.

Известно устройство для измерения добротности радиотехнических элементов, содержащее последовательный измерительный контур, входной и выходной согласующие элементы,,широкополосный усилитель, блок автоматической регулировки амплитуды, блок регистрации момента возбуждения, ключи (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения эквивалент-. ных параметров кварцевых резонаторов, содержащее возбуждающий генератор, ключ, емкост- 1 ной четырехполюсник, резонансный усилитель, синхронизатор автоматической подстройки частоты, амплитудный пороговый селектор, формирователь управляющего сигнала, индикатор, фазовый компенсатор, дискретный переключа- щ тель (2).

Недостатком известного устройства является низкое бысгродействие и низкая точность измерений.

Целью изобретения является повышение быстродействия точности,измерения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения добротности, содержащее генератор вынужденных колебаний, один выход которого соединен через ключ с одним из зажимов для подключения исследуемого резонатора, измерительный фиксатор, блок управления, соединенный с одним из входов переключателя, и индикатор, введены три ключа, электронный коммутатор, три пересчетных блока, блок выделения кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний, блок выделения моментов начала цикла возбуждающих колебаний, блок съема информации, сумматор, причеМ один и друтой зажимы для подключения исследуемого резонатора соответственно соединены с входом н выходом второго ключа, выход которого соединен с входом третьего ключа и с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с другим выходом генератора вынужденных колебаний и с входом четвертого ключа, выходы третьего и четвертого ключа со70231

3 ответственно соединены с одним и другим входами блока выделения кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний блока выделения моментов начала цикла возбуждающих колебаний и первого пересчетного блока, выход последнего соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго пересчетного блока, один из входов последнего соединен с одним из выходов электронного коммутатора, один 1О вход которого соединен с выходом блока выделения моментов начала цикла возбуждающих

-колебаний, другой вход электронного коммутатора соединен с выходом переключателя, другой выход электронного коммутатора соединен 15 с однйм иэ входов третьего пересчетного блока, выход которого соединен с третьим входом сумматора, другой вход переключателя соединен с выходом блока вьщеления кратных

/ гармоник основной частоты возбуждающих ко- 20 лебаний, выход сумматора" соединен с входом индикатора, установочные входы пересчетных блоков и сумматора соединены с выходом

"установлена 0" блока управления, четвертый выход последнего соединен с одним из входов измерителя-фиксатора, другой вход которого через блок съема информации индуктивно соединен с исследуемым резонатором, выход измерителя-фиксатора соединен с одним из входов блока управления, другой вход ЗО которово соединен с шиной "пуск" устройства.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства,, Устройство для измерения добротности со-.

В держит генератор вынужденных колебаний 1, 35 управляемые, ключи 2 и 3, исследуемый резонатор 4 Ъ1ок сьема информации 5, измеритель-фиксатор 6, блок управления 7, блок вьщеления кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний 8, переключатель 4О (ключ) 9, пересчетный блок 10, блок выделения моментов начала цикла возбуждающих колебаний 11, электронный коммутатор 12, пересчетные блоки 13, 14, сумматор 15, индикатор 16, ключи 17 и 18.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства:

2 а) сигнал возбуждающих колебаний на выходе генератора "вынужденных колебаний 1 в момент начала возбуждения резонатора 4;

2 б) сигнал вынужденных колебаний на входе измерителя-фиксатора 6;

2 в) сигнал на выходе блока управления 7

2 г) сигнал на выходе измерителя-фиксатора 6 . . 55

2 д) сигнал на выходе блока вьщеления кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний 8;

6 4

2 е) сигнал на входе пересчетного устройства 10;

2 ж) сигнал на входе пересчетного устройства 13;

2 з) сигнал на входе блока вьщеления моментов начала цикла возбуждающих колебаний 11;

2 и) сигнал на выходе "установка 0" блока управления.

Работа устройства для измерения добротности заключается в следующем, В статическом (исходном) состоянии ключи

2, 17 18 и переключатель 9 разомкнуты, а ключ 3 замкнут. Пересчетные блоки 10, 13 и 14, а также сумматор 15 установлены в нулевые состояния. Благодаря замыканию электродов резонатора 4 посредством ключа 3, в исследуемом резонаторе 4 в исходном состоянии устанавливаются только тепловые колебания, на которые измеритель-фиксатор 6 не срабатывает. Кроме того, для исключейия влияния импульсных помех, он дополнительно блокируется запрещающим сигналом от блока управления 7 по шине "измерение". . При пуске блока управления 7 (ручном или автоматическом) происходит его срабатывание и производится синхронизация его работы с сигналами генератора вынужденных колебаний 1, От блока управления 7, подается разрешающий сигнал по шине измерение" на измеритель-фиксатор 6 и сигнал "включено" на ключ 9, При вхождении в синхронизм с колебаниями генератора вынужденных колебаний 1 блок управления 7 выдает команды на размыкание ключа 3 и замыкание ключей

2, 17 и 18. После выполнения этой команды гармонические колебания с постоянной амплитудой и частотой, равной резонансной частоте исследуемого резонатора, подаются на исследуемый резонатор 4, на блок вьщеления кратных гармоник основной частоты возбужденных колебаний 8 и на блок вьщеления моментов начала цикла возбуждающих колебаний 11, а также на пересчетный блок 14. При подаче возбуждающих колебаний от генератора вынужденных колебаний 1 на исследуемый резонатор 4 в нем устанавливаются (возникают) вынужденные колебания с нарастающей амплитудой. Часть энергии вынужденных колебаний

\ с исследуемого резонатора 4 передается через устройство съема информации 5 в иэмерительфиксатор 6, настроенный на рассчитанное пороговое напряжение.. Одновременно с началом возбуждения исследуемого резонатора 4 производится вьщеление кратных гармоник возбуждающих колебаний в блоке 8 и подача выделенных гармонических сигналов на ключ 9, с выхода которого вьщеленный гармонический

5 702316 6

45

55 сигнал поступает íà вход электронного коммутатора 12. Работа электронного коммутатора 12 осуществляется при поступлении на его вход сигнала в виде серии импульсов от блока выделения моментов начала циклов возбуждающих колебаний 11. Эта работа заключа ется в периодической подаче Сигналов крат1ных гармоник на сигнальные входы пересчетных блоков 10 и 13 в течение периода (цикла) возбуждающих колебаний так, что, например, в течение первого периода работает пересчетный блок 10 а>в течение второго периода работает пересчетный блок" 13, что обеспечивает более точный подсчет частей периода возбуждающих колебаний. Количество полных циклов (периодов) возбуждающих колебаний (и тем самым количество циклов вынужденных колебаний) подсчитывается пересчетным блоком 14, выходные сигналы которого передаются на первую часть регистров сумматора 15, образуя целочисленное значение добротности. Сигналы, поступающие на сумматор 15 от пересчетных блоков 10 и 13 (на оставшуюся часть регистров), образуют дробную часть значения добротности исследуемого резонатора 4. 1 ак как пересчетные блоки 10 и 13 работают поочередно, что обусловлено работой электронного коммутатора 12, то явления на ложения сигналов в сумматоре 15 не проису/эдит.

В процессе возбуждения исследуемого резонатора 4 на вход измерителя-фиксатора 6 через. устройство съема информации 5 передается сигнал прямо пропорциональный величине вынужденных колебаний, что обеспечивается линейным режимом устройства съема инфор- мации 5. При достижении значения амплитуды вынужденных колебаний (или величины текущего значения) уровня, совпадающего с установленным порогом, срабатывает измерительфиксатор 6 и на его выходе появляется сигнал "окончание измерения", который передается на блок управления 7. При поступлении сигнала "окончание измерения" блок управления 7 выдает команды на размыкание ключей 2, 17 и 18 и замыкание ключа 3. Процесс возбуждения исследуемого резонатора 4 и измерение erî добротности. на этом заканчивает.ся. На пересчетных блоках 10, 13 и 14 фиксируются данные подсчета, передаются в сумматор 15 и образуют измеренное значение добротности.

Индикация полученного результата измерения добротности осуществляется индикатором 16 по сигналам, передаваемым из сумматора 15.

Время индикации задается блоком-управления

7. По истечении заданного Интервала времени индикации, в блоке управления 7 вырабатывается сигнал "установка нуля", который переда. ется на соответствующие входы пересчетных блоков 10, 13, 14 и сумматора 15, вызывает их срабатывание„и устройство для измерения добротности в целом приходит в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство для измерения добротности, содержащее генератор. вынужденных колебаний, один выход которого соединен через ключ с одним из зажимов для подключения исследуемого резонатора, измеритель-фиксатор, блок управления, соединенный с одним из входов переключателя и индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с Целью повышения . быстродействия и точности измерения устройства, в него введены три ключа, электронный коммутатор, три пересчетных блока, блок вы. деления. кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний, блок вьщеления моментов начала цикла возбуждающих колебаний, блок съема информации, сумматор, причем один и другой зажимы для подключения исследуемого резонатора соответственно соединены с входом и выходом второго ключа, выход которого соединен с входом третьего ключа и с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с другим выходом генератора .вынужденных колебаний и с входом четвертого ключа, выходы третьего и четвертого ключа соответственно соединены с одним и другим входами блока выделения кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний, блока выделения моментов начала цикла возбуждающих колебаний и первого пересчетного блока, выход последнего соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго пересчетного блока, один из входов последнего соединен с одним из выходов электронного коммутатора, один вход которого соединен с выходом блока вьщеления моментов начала цикла возбуждающих. колебаний, другой вход электронного коммутатора соединен с выходом переключателя, другой выход электронного коммутатора соединен с одним из входов третьего пересчетного блока, выход которого соединен с третьим входом сумматора, друтой вход переключателя соеди нен с выходом блока выделения кратных гармоник основной частоты возбуждающих колебаний, выход сумматора соединен с входом индикатора, установочные входы пересчетных блоков и сумматора соединены с выходом

"установка 0" блока управления, четвертый выход последнего соединен с одним из вхо-, 7 дов измерителя-фиксатора, другой вход которого через блок съема информации индуктивно соединен с исследуемым резонатором, выход измерителя-фиксатора соединен с одним е из входов блока управления, другой вход которого соединен с шиной "пуск" устройства.

702316

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 523366. кл. G 01 R 27/26, от 11.04.74.

2. Авторское свидетельство СССР У 389470, кл. G 01 R 27/26 от 26.11.71. фиг. 1

702316

3 ,0

Время измерения

Время индинации фиг. 2

Составитель Л.,Сотникова

Техред 3 Фанта

Редактор Л. Гельфман

Корректор В Бутяга

Тираж 1073 Подписное

UHHHI1H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7583/43

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4