Устройство для измерения активного сопротивления пьезоэлектрических резонаторов

 

ОЛ ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

<- и- 6В447О- Своз Советскмк

Соцмелмстмчесимв

Респу6лми

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.04.77 (21) 247801U18-21 с присоединением заявки М (23) Приори-,ет

Опубликовано 05.09.79. Бюллетень ¹33

Дата опубликования описания 08.09.79 (51)Ч. Кл.

G 01 R 29/22

ГвстдарвтвеемР авмпет

СССР аа делам взебрвтанаР в аткрмтей (53) ÀÊ 621„317, .734 (088.8) (72) Авторы изо6рете н и я

В. И. Каныгин, B. К. Павлов и 10. A. Скрипник (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ

Изобретение относится к технике измерения эквивалентных параметров кварцевыхх р ез онат оров.

Известно устройство для измерения активного сопротивления пьеэоалектричес5 ких резонаторов, содержашее избирательный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен реэистивный четырехполюсник с исследуемым кварцевым резонатором, соединенный с входом вольт..летра tl), Недостатком его является значительная погрешность измерения активного сопротивления высокоомных кварцевых резонаторов.

Целью изобретения является повышение точности измерений высокоомных сопротивлений кварцевых резонаторов, Это достигается тем, что в устройство для измерения активного сопротивления кварцевых резонаторов, содержашее избирательный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен резистивный четырехполюсник с исследуемым кварцевым резонатором, и вольтметр, введены полевой транзистор, детектор, усилитель, источник напряжения задержки, масштабный усилитепь, источник постоянного напряжения и образцовый резистор, при этом выход избирательного усилителя соединен со стоком полевого транзистора непосредственно и через образцовый резистор — с выходом источника постоянного напряжения, а через ма штабный усилитель — с входом вольтмет ра, причем затвор полевого транзистора через последовательно соединенные источник напряжения задержки, детектор и усилитель соединен с входом избирательного усилителя; а источник полевого транзистора — с корпусом устройства.

На чертеже приведена структурная схе" ма устройства.

Устройство содержит избирательный усилитель 1, в цепь положительной обратной связи которого включен реэистивный четырехполюсник 2 с исследуемым квар-. цевым резонатором 3, вольтметр 4, по470

РК вЂ” активное сопротивление кварцевого резонатора, I

Подставив в выражение (2) значение

К рг из (3), получим уравнение пт к к (4) пт кр иу

Решив уравнение (4) относительно Р кр получим (к„ 4) () Так как (К„ - 1) const, то иэ уравнения (5) следует, что величина сопротавления Р прямо пропорциональна величине сопротивления канала сток-исток полевого транзистора. Для измерения активного сопротивления кварцевого резонатора измеряют сопротивление канала стокисток голевого транзистора. С этой целью на сток полевого транзистора 5 через образцовый резистор 8 подается стабиш ное постоянное напряжение от источника

9. Сопротивление образцового резистора

Р р выбиРаетсЯ из УсловиЯ: P 77Р

06Р мацке где Рмс1кс максима ьное сопротивление канала сток-исток полевого транзистора

5, необходимое для выполнения баланса амплитуд при возбуждении высокоомных кварцевых резонаторов. При этом через полевой транзистор протекает постоянный по величине ток. Падение напряжения на эл стродах сток-исток полевого транзистора. (прямо пропорциональное se» личине сопротивления канала) усиливается масштабным усилителем 10 и поступает на вольтметр 4 с линейной шкалой.

Коэффициент усиления избирательног„

ycHJIHTerIH 1 выбирается в за> НсНМосТН от диапазона активного сопротивления зс.-. буждаемых кварцевых резонаторов и динамического диапазона регулирования сопротивле . канала сток-исток полевого транзистора. Погрешность измерения активного сопротивления кварцевого резонатора не превышает 5%.

k К =4 иу рч

rile KlI — коэффициент усиления избирательного усилителя 1; — коэффициент передачи резистивного четырехполюсника 2, Кио const, то иэ условия (1)

ЧТО

Если следует, формула изобретения

4 к = =сОпвt (2)

P К

Иыражепие для Крч с учетом сопротивления перехода полевого транзистора 5 имеУстройство для измерения активного сопротивления пьезоэлектрических резонаторов, содержащее избирательный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен резистивный четырехполюсник с исследуемым кварцевым резонатором и вольтметр, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью повыш

НИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМСРЕНИй ВЫСОКООМНЫХ COет вид

lIT

Р" %д+ кР где F nT - сопротивление канала сток-исток полевого транзистора 5;

55 (3) 3 684 левой транзистор 5, детектор 6, широкополосный усилитель 7, образцовый резистор 8, источник постоянного напряжения

9, усилитель постоянного тока 1 О и источник напряжения 11 задержки.

Устройство работает следующим образом.

При подключении исследуемого кварцевого резонатора 3 к входным клеммам реэистивного четырехцолюсника 2 на соб- 10 ственной частоте кварцевого резонатора

3 в устройстве возникают синусоидальные колебания. С выхода избирательного усилителя 1 напряжение колебаний поступает на вход широкополосного усилителя

7. Выходное напряжение усилителя 7 детектируется на детекторе 6 и суммируется с напряжением задержки источника

11. В качестве управляющего сигнала продетектированное напряжение поступа- 20 ет на затвор полевого транзистора 5.

Величина напряжения задержки выбираеч ся из условия получения необходимого напряжения колебаний на входе резистивного четырехполюсника 2 и исключения паразитных возбуждений, возникающих

Нерест статическую емкость и высокоомное сопротивление кварцевого резонатора..

Полевой транзистор 5 в исходном состоянии закрыт напряжением задержки. Уп- . равляющее напряжение открывает его до тех пор, пока общий коэффициент усиления в замкнутой цепи положительной обратной связи автогенератора, образованного избирательным усилителем 1 и резистивным четырехполюсником 2, не станет равным 1, то есть пока не выполнится баланс амплитуд. Условие баланса амплитуд автогенератора в предлагаемом устройстве математически может быть за40 писано в следующем виде: затвор полевого транзистора черкз послсдовательно соединенные источник напряжения задержки, детектор н усилитель сое динен с входом избирательного усилителя, а источник полевого транзистора — с корпусом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Технологический кварцевый генера10 тор типа ТГК-2. Информационно-справочный листок 013627, 1967.

5 684470 противлений кварцевых резонаторов, в него введены полевой транзистор, детектор, усилитель, источник напряжения задержки, масштабный усилитель, источник постоянного напряжения и образцовый резистор, при этом выход избирательного усилителя соединен со стоком полевого транзистора непосредственно и через образцовый резистор — с выходом источника постоянного напряжения, а через масштабный усилитель — с входом вольтметра, причем

Составитель Л. Муранов

Редактор А. Шмелькин Техред 3. Фанта Корректор Н. Стен

Заказ 5 2 7 9/3 9 Тираж 1 090 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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