Устройство для автоматического измерения частот минимального или максимального импендансов пьезоэлектрических резонаторов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п779926

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 12.12.78 (21) 2695293/18-21 (51)М, Кл.

G 01 R 29/22 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,1L80. Бюллетень Мо 42 (З) У4К 621. 317. . 75 (088.8) Дата опубликования описания 151 180. (72) Авторы изобретения

С. П. Тимошенко и В. Г. Парфенов

) .3j ;ТБ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО .

И-REPEHHH ЧАСТОТ МИНИМАЛЬНОГО

И МАКСИМАЛЬНОГО ИМПЕДАНСОВ

ПЬЕЭОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ

Это приводит к многократному проскакиванию через экСтремальную точку при ее первоначальной автонастройке, то есть к жесткому:режиму автонастройки.

Кроме того, известное устройство имеет невысокую широкополосность..

Для исполнения его широкополосным, необходимы сложные схемы фазостабильных усилительных каскадов.

Целью изобретения является расширение широкополосности, повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического измерения частот минимального или максимального импедансов пьезоэлектрических резонаторов, содержащее последовательно соединенные автогенератор с электронным управлением частотой, резистивный четырехполюсник для подключения испытуемого пьезоэлектрического резонатора, согласующий усилитель и измеритель средней частоты, дополнительно введены

:последовательно подсоединенные к выходу согласующего усилителя амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, фазоинвертор, электронный.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для измерений резонансных частот электрических колебательных систем в частности частот минимального или максимального импейданса пьезоэлектрических резонаторов (ПЭР).

Известно устройство для измерения резонансной и антирезонансной частот, содержащее автогенератор с цепями электронного управления частотой, резистивный четырехполюсник с испытуемым резонатором, частотомер, дискретный фазовращатель, балансный фазовый дискриминатор, элен- 15 тронный усилитель и RC-цепь, которая реализует метод фазовой автонастройки на нуль фазы фазочастотной характеристики измеряемого ПЭР (1).

В случаях отсутствия перехода фа- 20 зы через нуль в измеряемых ПЭР известное устройство не самонастроится на резонансную или антирезонансную частоту. Следовательно, в этих случаях резонансная или антирезонансная 25 частота не будЕт определена.

Другим недостатком известного устройства является постоянство скорости самонастройки как вблизи так и вдали от экстремума. . 30

779926 ключ, интегратор и аналоговый сумматор, выход которого подключен к автогенератору, а второй вход сумматора подключен к выходу генератора низкой частоты и ко входу управления электронным ключом.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 изображена амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) ПЭР и поисковые сигналы; на фиг. 3 показаны временные диаграммы в различных контрольных точках устройства °

Устройство состоит иэ автогенератора 1 с электронным управлением частотой,резистивного четырехполюсника

2 для подключения испытуемого ПЭР, согласующего усилителя 3, амплитудного детектора 4, усилителя низкой частоты 5, фазоинвертора 6,-элек-тронного ключа 7,: интегратора 8, аналогового сумматора 9, генератора низкой частоты 10 и измерителя средней частоты 11.

Принцип самонастройки на максимум

АЧХ ПЭР заключается в следующем.

При воздействии на ПЭР частотномодулированным сигналом, фаза Ф огибающей амплитуды выходного сигнала четырехполюсника до максимума АЧХ

ПЭР будет отличаться на 180О от фазы Р огибающей амплитуды выходного сигнала четырехполюсника после максимума АЧХ ПЭР (фиг. 2). Это различие фаз можно использовать для органиэации движения рабочей точки к максимуму АЧХ. На резонансной частоте

Ldp соответствующей максимуму АЧХ

ПЭР (см. фиг. 2), это различие фаэ исчезнет.

Устройство работает Следующим образом.

Выходной сигнал низкочастотного генератора 10 через аналоговый сумматор 9 модулирует частоту автогенератора 1. Частотно-модулированный сигнал автогенератора 1 поступает на четырехполюсник 2 с испытуемым резонатором. Сигнал с выхода четырехполюсника преобразуется усилителем

3, детектируется амплитудным детектором 4, на выходе которого выделяется низкочастотная огибающая модулированного сигнала частотой Ш и после усиления усилителем 5 низкой частоты поступает на фаэоинвертор 6; на выходах которого формируется два сигнала, частотой EU с взаимопротивоположными фазами. Сигналы с выходов фазоинвертора 6 поступают на входы электронного ключа 7. Электронным ключом 7 управляет генератор 10 таким образом, чтобы в положительный полупериод управляющего сигнала (фиг.

За) интегратор 8 подключался к неинвертирующему выходу фазоинвертора

6, а в отрицательный полупериод интегратор 8 подключался к инвертируюмему выходу фазоинвертора 6. В ре» е

Отсчет измеряемых частот берут по измерителю средней частоты 11.

При измерении частоты минимального импеданса ПЭР включают последовательно с резистором, с которого снимается выходное напряжение четырех полюс ника.

При измерении частоты максимального импеданса ПЭР включают в вертикальную ветвь четырехполюсника н выходной сигнал берут с ПЭР, котозультате на входе интегратора 8 иэ выходного сигнала усилителя 5 низкой частоты огибаюЩей (фиг. 36) формируется сигнал из двух полуволн, ° вторая полуволна которого перевернута на 180 . На выходе интегратора

0 образуется постоянное напряжение в соответствии с постоянной составляющей Uy входного сигнала интегратора (фиг. Зв) ° Выходное постоянное.на © пряжение интегратора суммируется аналоговым =,óììàòîðîì 9 с поисковым сигналом генератора 10 и сдвигает несущую частоту автогенератора 1.

При этом воэможнЫ три варианта, когда в первоначальный момент времени t = 0,(ПЭР только что вставлен в четырехполюсник) частота автогенератора 1 может сказаться ниже частоты резонанса M (h)z- это вариант вьпие частоты резонанса (d ) 4)ц

26 вариант Ъ, или равной частоте резонанса Ш Мр - вариант ф (фиг. 2,3).

Для всех трех вариантов форма модулирующего поискового сигнала изображена на фиг. 3 (случай а). При

25 этом сигнал на выходе усилителя 5 низкой частоты будет таким как он показан на фиг. 36. Сигнал на выходе переключателя, и, следовательно, на входе интегратора будет состоять только иэ положительных полуволн вариант 1, либо из отрицательных полуволн, либо знакопеременным (фиг .

Зв) .

Очевидно, что выходной сигнал интегратора для случаев фиг. Зв будет либо положительной полярности (до максимума АЧХ-вариант1 ), либо отрицательной полярности (после максимума АЧХ вЂ” вариант ), либо будет равен нулю .(вариант ф, соответ40 ствующий настройке на резонанс ПЭР).

Положительный сигнал интегратора, который суммируется в аналоговом смесителе с модулирующим поисковым сигналом, должен увеличивать часто4 ту.автогенератора. при работе на возрастающем склоне АЧХ ПЭР (фиг. 2).

И наоборот, отрицательный сигнал интегратора должен обеспечивать уменьшение частоты автогенератора 1 при работе на спадающем участке АЧХ

ПЭР, В этом случае устройство автоматически самонастроится на частоту максимума, т.е. на резонансную частоту испытуемого ПЭР.

779926 рый через дополнительный резистор подключают к автогенератору.

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения частот минимального илн максимального импедансов пьезоэлектрических резонаторов, содержацее последовательно соединенные автоге-нератор с электронным управлением частотой, резистивный четырехполюсник для подключения испытуемого пьезоэлектрического резонатора, согласуюший усилитель и измеритель средней частоты, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения широкополосности, повышения точности измерения, в него дополнительно введены последов ательно подсоединенные к выходу согласуюшего усилителя амплитудный детектор, усилитель низкой частоты, Фазоинвертор, электронный ключ, интегратор и аналоговый сумматор, выход которого подключен к автогенератору, а второй вход сумматора подключен к выходу генератора низкой частоты н ко входу управления электронным ключем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 441144554444, кл. G 01 R 23/12, 1976.

779926 фиаХ

Х (td йф) l(o

ВНИИПИ Заказ 9318/11 Тираж 1019 Подписное

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

Устройство для автоматического измерения частот минимального или максимального импендансов пьезоэлектрических резонаторов Устройство для автоматического измерения частот минимального или максимального импендансов пьезоэлектрических резонаторов Устройство для автоматического измерения частот минимального или максимального импендансов пьезоэлектрических резонаторов Устройство для автоматического измерения частот минимального или максимального импендансов пьезоэлектрических резонаторов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано для прецизионного измерения двух параметров пьезоэлемета: собственной частоты и добротности в процессе изготовления радиокомпонентов, шлифования, напыления на пьезоэлектрическую подложку и других операций

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для определения полярности выводов пьезоэлектрических преобразователей как одиночных, так и входящих в состав многоэлементных антенных решеток, а также для определения полярности напряжения в электрических цепях

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для определения полярности выводов одиночных пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) и ПЭП, входящих в состав многоэлементных антенных решеток, а также для определения полярности напряжения в электрических цепях

Изобретение относится к области проверки метрологических характеристик виброизмерительных преобразователей (датчиков) и определения возможности их дальнейшего использования без демонтажа с объекта эксплуатации

Изобретение относится к технике измерений и предназначено для измерения функций переходных процессов установления частоты и амплитуды колебаний кварцевых генераторов, а также их коэффициента неизохронности

Устройство для автоматического измерения частот минимального или максимального импендансов пьезоэлектрических резонаторов

Наверх