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cz-150型系列晶体阻抗计通用版使用说明书

本文由 上海科学仪器有限公司 整理汇编

2018-11-17 10:00 4162阅读次数

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1.概述CZ150型系列晶体阻抗计是用于测量石英晶体串联谐振电阻Rr、串联谐振频率fs、负载谐振频率fL和负载谐振电阻RL(目前CZ-150C、P型),机内带可调负载电容12.5pF~50pF(目前CZ-150C、P型),且等效电阻和谐振频率直接读数,激励功率可调(CZ-150A、C、P型)。测量插座适合晶体引线宽度3.75~14.50mm。(注:CZ-150P为分体型,由CZ-150型主机和CB-3371频率计组合而成。)2.技术参数CZ-150A,C,P型CZ-150H型CZ-150L型2.1频率范围:1~60MHz40~100MHz20~1200kHz频段划分:11~2.2MHz40~50MHz20~30kHz22.2~5MHz50~60MHz30~60kHz35~10MHz60~70MHz60~120kHz410~20MHz70~80MHz120~300kHz520~40MHz80~90MHz300~600kHz640~60MHz90~100MHz600~1200kHz2.2测量网络的终端电阻:源端24Ω;负载端27Ω。1.2.3起振电阻范围:1~10MHz起振电阻范围为0~500Ω;10~60MHz起振电阻范围为0~100Ω。2.4阻值读数范围:0~1999.9Ω误差±(10+频率MHz为单位时/10)%。2.5激励功率范围:1.5~1200μW误差±25%(CZ-150A、C、P型)。2.6负载电容范围:12.5~50pF(CZ-150C、P型,超出此范围可订作)。2.7频率计测量准确度:5PPM。2.8频率计数字显示:8位。2.9时基稳定性:短期:1×107/秒长期:2×105/月。[可选配高稳定度的恒温晶振(1~5)×108/日]。2.10使用环境:温度(15~35)℃;相对湿度(45~75)%;大气压力(86~106)kPa;使用场所无强电磁干扰及明显的振动、冲击。2.11安全组别:属GB4793《电子测量仪器安全要求》中Ⅱ类安全仪器。2.12使用电源:220V±2%,50Hz±1%。2.13连续工作时间:8小时。2.14消耗功率:小于25W。2.15外形尺寸:380mm(宽)X150mm(高)X290mm(深)。2.16重量:约7kg。3.工作原理3.1晶体简介:3.1.1晶体的等效电路:晶体是应用水晶片的压电效应的工作原理进行工作的,在其机械谐振状态附近,它可以用以下等效电路表示。Co称为静态电容,L1称为等效电感,C1称为等效电容,R1称为等效电阻。Co与水晶片的尺寸、电极布置方式以及支架分布电容有关,可以用Q表或小电容测量仪在远低于其谐振频率的频率上直接测得。串联支路上的L1、C1谐振时决定的频率就是串联谐振频率fS,在频率较低时,Co的容抗远大于等效电阻R1、对测量的影响可以忽略。所以在串联谐振时,晶体两端呈现为纯电阻,即等效电阻R1,其值可以用晶体阻抗计测得。等效电容C1和等效电感L1,可以根据晶体阻抗计测出来的有关数据按下列公式计算:f:晶体标称频率Δf:是晶体负载谐振频率fL与串联谐振频率fS之差Co:静态电容CL:负载电容单位为Hz单位为Hz单位为法拉F单位为法拉F3.1.2负载电容:在振荡电路中,与晶体共同决定工作频率的有效外接电容。在串接有负载电容的情况下,晶体工作在负载谐振频率fL点上;这时晶体等效为电感,它和负载电容谐振时,它们的复合阻抗也呈现为一纯电阻,即为负载谐振电阻RL。且:3.1.3激励电平:晶体的激励电平是指谐振状态时晶体消耗的有功功率,按以下公式计算:P:晶体的激励电平V:谐振状态时,晶体两脚间的高频电位差R:晶体的等效电阻Rr或负载谐振电阻RL单位为瓦特W单位为伏特V单位为欧姆Ω注:根据情况激励电平可用晶体元件上的电流、电压或消耗功率表示。3.2工作原理:本仪器采用以π型网络作为反馈回路的振荡电路,以晶体(或晶体与负载电容串联、或标准电阻)插接在π型网络的串联臂中。通过一组电路,直接把等效电阻显示出来。当反馈回路中插接晶体时,晶体工作在串联谐振点上,它呈现为一个纯电阻,其值可以通过运算直接显示,显示值即为该晶体的等效电阻Rr。当反馈回路中插接晶体与负载电容串联时,晶体呈现为一个电感,它与负载电容谐振时,它们的复合阻抗呈现为一个纯电阻,其值也可以通过运算直接显示,显示值即为该晶体与负载电容串联时的等效负载谐振电阻RL。本仪器由振荡器、输出放大器、激励电平指示、阻值显示、电源及频率计等部分组成。4.结构特征4.1外形图见图2、图3。图2图34.2调节控制机件的作用:(1)电源开关:按下按钮电源打开,仪器进入工作状态,再按一下则关闭整机电源。(2)校准旋钮:用来校准阻值显示表。(3)激励功率旋钮(CZ-150C):用来调节测量晶体时的激励功率。一般测量时多选择在500μW左右。(4)显示功能切换(CZ-150C):用来切换晶体的阻值与激励功率的显示。(5)闸门时间:频率显示闸门时间有0.1s和1s两档。(6)电平调节旋钮:用来调节激励电平表的指示大小。(7)测试功能切换(CZ-150C):用来切换测量晶体的串联谐振电阻Rr、负载谐振频率fL(负载谐振电阻RL),及电容计(可显示负载电容CL)。(8)负载电容(CZ-150C):用来调节串联负载电容的大小。(9)晶体插座:这是插接待测晶体、负载电容附加器和标准电阻的插座。(10)频率范围:用来选择要测量晶体的频率范围。(11)频率调谐:调节它使得仪器在各频率范围内调谐。(12)频率显示:用来显示振荡频率(CZ-150P型机为外接频率计)。(13)激励电平表的机械调零。(14)激励电平表:用来指示激励电平大小,晶体在谐振时,激励电平指示Zda。(15)5位数字表:用来显示晶体的等效阻值及激励功率。(单位Ω/uw)(16)外接频率计插座。(17)电源插座(内有保险丝座(18)):交流电源输入(AC220V±10%),保险丝规格为0./220V。5.测试步骤5.1把电源插头插入有接地点的电源插座中,并保证接触良好。5.2按下电源开关,通电、预热15分钟。5.3将频率范围选择开关拔至被测晶体的频率范围,功能切换开关放在Rr档,激励功率旋钮(3)旋到中间位置。5.4阻值显示器⒂校准:方法1:在晶体插座上插上标准晶体,调节频率调谐旋钮⑾,使得激励电平表指示值Zda(或阻值显示器显示值Z小),然后调节校准旋钮⑵,使得阻值显示器显示与标准晶体的等效阻值相等。此时校准完毕。(标准晶体我公司不提供,需自行购买)注意:本仪器的测量准确度受标准晶体的精度影响!方法2:在晶体插座上插上标准无感电阻(其阻值应在被测晶体阻值的附近,如:10Ω、100Ω)。调节频率调谐旋钮,使得频率显示器上所显示的频率Z接近于被测晶体的频率;然后调节校准旋钮⑵,使得阻值显示器显示与标准电阻的阻值相等。此时校准完毕。5.5在晶体插座上插上被测晶体,调节频率调谐旋钮⑾,使得激励电平表指示值Zda(或阻值显示器显示值Z小)。5.6按下显示功能切换开关⑷;然后调节激励功率旋钮(3),直到数字表⑸显示的数字为接到被测晶体所需要的激励功率,单位:uw(仅CZ-150A、C、P型)。5.7直观测量:调节频率调谐旋钮,使得表头有一个Zda偏值,此时5位数字表⒂的显示值即为被测晶体的串联谐振电阻Rr(单位Ω)。频率显示器⑿所显示的频率即为被测晶体的串联谐振频率fs。5.8测量晶体负载谐振频率fL和负载谐振电阻RL的步骤(仅CZ-150C、P)。a.串联谐振等效电阻的测量方法:把拨动开关拨到Rr档,其测试等效电阻方法与5.7相同,即没有接上串联负载电容,测得的等效电阻是串联谐振电阻。b.带串联负载电容的测量方法:把拨动开关拨到CL档,用无感起子调节串联电容下孔内的可变电容,此时激励电平表内指针的指示值即为串联负载电容的电容值(每一小格为1pF),设定电容值后拨动开关,拨到FL档,插上被测晶体,调整频率调谐,使激励电平表指示Zda时所对应的频率,即是带串联负载电容时的谐振频率fL,阻值显示器的显示值即为负载谐振电阻RL。c.晶体串联负载电容的测量方法:把拨动开关拨到FL档插上晶体,调频率,使激励电平表指示Zda值后,调串联电容下孔内的可变电容使频率显示为晶体的标称频率,然后拨动开关拨到CL档,此时激励电平表指针读数即为该频率的串联负载电容值。注:此串联负载电容值是等效值,仅供参考!5.9快速筛选测试:根据激励电平表指示值可以用比对法测出被测晶体等效电阻的原理来进行大批量的快速筛选。因为在生产线上大批量测试时,并不需要知道每只晶体等效电阻的具体值,只要知道它小于某一阻值即可。调节频率调谐旋钮,将频率调到Z接近于步骤5.7中的f值,调节电平表的电平调节旋钮,使得指针指示在中间或某一值,并用标准电阻进行校准,设定激励电平表指针指示值所对应的等效电阻,然后按下表列出被测晶体等效电阻的大小来进行快速筛选。电平表偏值晶体等效电阻<步骤5.7大于标准晶体阻值=步骤5.7等于标准晶体阻值>步骤5.7小于标准晶体阻值注:1.用于大批量筛选时,每次测量前均要校准,以避免大批量测量时因未校准造成损失。2.标准电阻及晶体的引脚长度会影响测量,特别是在频率高时,影响更大,因此标准电阻及晶体的引脚应尽量短。6.维修说明6.1维护:6.1.1要熟悉本仪器的使用方法,操作要正确。6.1.2检查仪器连接与紧固的部位是否牢靠,面板上的旋钮是否有松动或虚位的现象。6.1.3仪器的使用环境要保持清洁,仪器内部不允许积存尘垢和腐蚀现象。6.2检测:6.2.1未接通电源前,先看激励电平表零位应正确,否则调表头的机械调零。6.2.2接通电源,按下电源开关,激励电平表指示在0;校准旋钮调节到某一值,阻值显示为“000.0”,如果显示不为“000.0”,出现小于000.5或7**.*(“*”表示不定的显示读数),这是正常现象。6.2.3在晶体插座上插上500Ω或100Ω无感电阻,分别在1~10MHz和10~60MHz频段调节频率调谐旋钮,使得频率覆盖大于各频段所标出的频率范围。同时调节灵敏度旋钮,激励电平表偏值能达到满偏。并且用100Ω无感电阻检测时,在各频段的频率范围内,阻值显示为“100.0”,当显示不是“100.0”时,可以通过调节校准旋钮加以校准。请注意:用电阻测试振荡频率时,因准确度≤±10-4,此时频率计后面有几位数字跳动,这是正常现象。如用晶体测试时,因准确度≤±5×10-6,此时频率计读数较稳定,只有Z后一位数在小范围内跳动。6.2.4在生产中每次检测不同的晶体前都要进行校准,这样可以提高测量的极ng确度。6.3修理:若仪器不能达到6.2.1---6.2.3的要求时,则说明该仪器工作不正常,应请熟悉本仪器的技术人员维修。6.4运输条件:包装好的仪器可用任何能避免雨、雪淋洒的运输工具进行运输,运输中不得剧烈振动和冲击,要小心轻放。6.5储存条件:仪器存放的仓库应清洁,有良好通风,环境条件为:a.环境温度:0~40℃;b.相对湿度:小于80%;c.室内应少尘、无酸、无碱及其他可能引起腐蚀的气体和无强烈的机械振动冲击,强烈电磁场作用。d.每周定期取出通电8小时。7.预热条件每次使用之前必须要至少预热15分钟。8.定期校对在正常生产使用中每天或每个批次都要进行校准,如果仪器在暂停使用或不定期使用时就要Z少半年校对一次。9.保修期限本仪器自制造厂发货时起十八个月内,凡用户遵守运输储存和使用规则而质量低于产品标准规定的仪器,本厂负责免费修理(磨损件除外)。10.所配附件说明书电源线备用保险丝1本1条2个10Ω无感标准电阻1个100Ω无感标准电阻1个

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