SU976402A1 - Цифровой измеритель динамических температурно-частотных характеристик кварцевых резонаторов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в разработках цифровых измерительных комплексов, предназначенных дл  измерени  статических и динамических параметров кварцевых резонаторов .

Известно устройство автоматической регистрации температурно-частотных характеристик кварцевых резонаторов , содержащее задатчик температуры , канал стабилизации температуры кварцевый автогенератор, два смесител , два генератора опорной частоты, фильтр, умножитель частоты, линейный преобразователь частоты, регистратор 1.

Известное устройство обладает-недостаточной точностью.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению  вл етс  устройство, содержащее последовательно соединенные формирователь импульсов, блок управлени , преобразователь период-код, первый блок оперативной пам ти и регистратор, последовательно соединенные блок опроса и второй блок оперативной пам ти, а также счетчик импульсов, делитель , частоты, элемент И, триггер и дополнительный преобразователь периодкод , первый вход усилител  частоты подключен к первому выходу блока управлени , первый вход счетчика им пульсов подключен к первому входу преобразовател  период -код и второму входу первого блок.а оперативной па:м ти , третий вход которого подключен к второму выходу блока опроса, тре10 тий выход последнего соединен с вторым входом регистратора, третий вход последнего подключен к первому выходу второго блока оперативной пам ти второй выход блока управлени  соедиt5 нен с вторым входом второго блока оперативной пам ти, а выход формировател  импульсов соединен с вторым входом делител  частоты, ВЕССОД счетчика импульсов -подключен к первому

20 входу элемента И и к второму входу блока управлени , орой -вход эле-.. мента И соединен.с первым вьаходом блока управлени , выход элемента И соединен с входом триггера, выход кото25 рого подключен к входу дополнитель ,ного преобразовател  период-код, выход последнего соединен с вторым входом блока оперативной пам ти Г 2. Однако известное устройство обла30 дает низкой точностью при восстаио1злении динамических том11с;рлтурчочпстотных характеристик ( ДГЧХ ), так как точки измерени  по оси лремсни располагаютс  равномерно.

Целью изобретени   вл етс  noHbiujeние точности измерени 

Эта цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель динамических температурно-частотных характеристик кварцевых резонаторов, содержащий п.оследовательр{о соединенные формирователь импульсов, блок управлени  преобразователь период-код, первый блок оперативной пам ти и регистратор , последовательно соединенные блок опроса и второй блок оперативной пам ти, а также счетчик, импульсов и делитель частоты, первый вход которого подключен к первому выходу блока управлени , первый вход счетчика импульсов подключен к первому входу преобразовател  период-код и второму входу первого блока оперативной пам ти,третий вход которого подключен к второму выходу блока опроса , третий выход последнего соединен с вторым входом регистратора, третий вход которого подключен к первому выходу второго блока оперативной пам ти, второй выход блока управлени  соединен с вторым входом второго блока оперативной пам ти, а рыход формировател  импульсов соединен с вторым входом делител  частоты введены последовательно соединенные преобразовательный блок, задатчик температуры и автогенератор, последовательно соединенные дешифратор, кo 1 IУтaтop, селектор импульсов и счетчик текущего времени, первый выход которого подключен к первому входу формировател  импульсов, второй вход которого соединен с выходом автогенератора , при этом второй вход счетчика текущего времени подключен к второму выходу блока управлени , второй выход счетчика, текущего времени соединен с третьим входом второго блока оперативной пам ти, третий выход блока управлени  подключен к входу преобразовательного блока, выход делител  частоты соединен с вторым входом коммутатора, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов, выход последнего соединен с входом дешифратора, второ вход селектора импульсов соединен с выходом формировател  импульсов, а выход селектора импульсов подключе к второму входу преобразовател  период-код и к четвертому входу второго блока оперативной пам ти.

На фиг. 1 показана функциональна  схема измерител ; на фиг. 2 - временные диаграммы функции изменени  температуры и динамических температурне-частотных характеристик (ДТЧХ

Цифровой изморитол, ДТЧХ содержит задат.нки . температуры, аитогенератор 2, гф€ образовптел нып блок 3, предназначен1и,1Г дл  управлени  температурой по оирсделоиному : акону

С термокамера с температурой, регулируемой напр жением), GJJOK 4 управлени , формирователь 5 импульсов, делитель б частоты, коммутатор 7 счетчик 8 текущего времени, блок 9

оперативной пам ти, селектор 10, преобразователь 1.1 период-код, счетчик 12 импульсов, дешифратор 13, блок 14 опроса, блок 15 оперативной пам ти , регистратор 16.

е Работа цифрового измерител  в режиме измерени  заключаетс  в следующем .

В исходном состо нии делитель 6, счетчик 8, блок 9, преобразователь 11, счетчик 12 и блок 15 обнулены и закрыты дл  информационных, сигналов по входам, св занным с выходами блока 4 управлени . На выходе блока 3 имеетс  начальное напр жение Е , которому соответствует начальна  тем- пература в задатчике lt°. Импульсы исследуемой частоты с выхода формировател  5 поступают непрерывно на вход блок.а 4 управлени  и на закрытые входы делител  6 и селектора 10.

0 в определенный момент времени, с

прив зкой к фронту информационного . импульса, блок 4 управлени  открывает делитель 6, счетчик 8, блок 9, преобразователь 11 период-код, счет5о чик 12 и запускает блок 3, на выходе которого начинает измен тьс  напр жение по предварительно установленному закону. Изменение напр жени  вызывает изменение температуры (фиг.2)

0 в результате чего измен етс  частота кварцевого резонатора (фиг. 2),

Делитель 6 частоты непрерывно делит частоту f , причем выходы, соответствующие различным коэффициентам

5 делени , подключены к второму входу коммутатора 7.

Функци  изменени  частоты кварцевого резонатора какв статическом, так и в динамическом режимах обычно имеет сложный характер ( особенно в динамике)(фиг. 2), причем с высокой точностью необходимо контролировать характерные экстремальные точки ( на фиг. 2 точки 17 и 18) , а также некоторые особые точки ( на фиг. 2

5 точка 19). Остальные участки восстанавливаютс  достаточно точно при большой дискретности точек измерени . Очевидно, что дл  высокоточного восстановлени  всей функции ДТЧХ

0 можно контролировать частоту колебаний с посто нным шагом измерени , обеспечивающим требуемую точность на наиболее важных участках. Однако .при этом необходимо использовать мно5 го чеечные блоки пам ти, что не  вл етс  обоснованным и требует повьпиенных аппаратурных затрат.

Дл  уменьшени  числа  чеек пам ти при сохранении точности функци  установлени  частоты, характер которой обычно известен и необходимо лишь с рысо.кой точностью восстанавливать ее, разбиваетс  на участки с различными коэффициентами дискретизации (на фиг. 2 участки I , II, III, W,V, VI ), Выбираютс  коэффициенты делени  делител  6 (на фиг. 2 коэффициенты п 2., п ,),

В начале измерительного цикла коммутатор 7 подключает к входам счетчиf a . 12 и селектора 10 выход делител  с коэффициентом м . Положительным импульсом частоты IF/n открываетс  селектор 10, при этом на его выходе по вл етс  ближайший после открыти  импульс длительностью, равной периоду исследуемой частоты, который преобразуетс  в код преобразователем 11. Код импульса с выхода преобразовател  11 переписываетс  в блок 15.По окончании импульса частоты f/n, селектор 10 закрываетс . С по влением следующего положительного импульса частоты f/n, селектор 10 открываетс  и процесс преобразовани  - записи ближайшего после момента открыти  селектора 10 импульса повторитс .

Импульсы частоты f/n считаютс  счетчиком 12. Дешифратор 13 выдает импульс переключени  коммутатора в случае по влени  на выходах счетчика 12 кодов определенных чисел, равных числам точек измерений на информационных участках. Например, на участке 1 измерени  (фиг. 2) число информационных точек равно четырем. С по влением на выходе счетчика 12 кода числа четыре дешифратор срабатывает и переключает коммутатор 7, который в свою очередь подключает к первому входу счетчика 12 выход делител , соответствующий коэффициенту И После этого процесс преобразовани  записи периодов исследуемой частоты повтор етс  до переключени  коммутатора 7 и т.д.

В начальный момент измерений запускаетс  счетчик 8 текущего времени , функци  которого заключаетс  в формировании шкалы времени. На выходе счетчика 8 всегда имеетс  код текущего времени, который фиксируетс  следующим образом. После открыти  селектора 10 передним фронтом импульса , поступающего на преобразователь 11 период-код, код текущего времени переписываетс  в блок 9 оперативной пам ти. Процесс записи кодов текущего времени продолжаетс  до определенного момента времени, установленного предварительно, по истече- НИИ которого формирователь 5 закрываетс  по первому входу сигналом с выхода счетчика 8 текущего времени. Процесс измерени  закончен.

Таким образом, в результате измерени  в блоках 9 и 15 оперативной пам ти оказались записанными коды текущего времени и соответствующие им коды информационных периодов на всем участке функции изменени  частоты.

В режиме считывани  блок 14 опроса опрашивает с определенной цикличностью блоки 9 и 15, информаци  с выходов которых фиксируетс  регистратором 16. Формируетс  игкала текущего времени и соответствующа  функци  изменени  частоты - динамическа  температурно-частотна  характеристика кварцевого резонатора ( фиг. 2).

Предлагаемый цифровой измеритель может найти применение на предпри ти х-изготовител х кварцевых резонаторов , а также на входном контроле предпри тий-потребителей, поскольку статические и динамические тёмпературно-частотные характеристики резонаторов  вл ютс  важными метрологическими показател ми.

Существенное повышение точности измерени  ДТЧХ при заданных аппаратурных затратах ( или уменьшение ап паратурных затрат при заданной точностиу на наиболее важных участках, достигнутое в результате неравномерного распределени  информационных точек, выгодно отличает предлагаемый измеритель от известных.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой измеритель динамических 0 температурно-частотных характеристик кварцевых резонаторов, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов, блок управлени , преобразователь период-код, первый 5 блок оперативной пам ти и регистратор , последовательно соединенные блок опроса и второй блок оперативной пам ти, а также счетчик импульсов и делитель частоты, первый вход которого подключен к первому выходу блока управлени , первый вход счетчика импульсов подключен к первому входу преобразовател  период-код и второму входу первого блока оперативной пам ти, третий вход которого подключен к второму выходу блока оп. роса, третий выход последнего соединен с вторым входом регистратора, третий вход которого подключен к первому выходу второго блока оперативной пам ти, второй выход блока управлени  соединен с вторым входом второго блока оперативной пам ти, а выход формировател  импульсов соединен с вторым входом делител  частоты , отличающийс  тем,