Непростой вопрос по старинным методам измерений

Читал тут журнал QST за 30е годы прошлого века . Дак там среди прочей рекламы - постоянно предлагали кварцевые резонаторы по низким ценам - причем выбор частот в общем случае был неограничен . Что кварцы стали делать довольно давно я в курсе - но вопрос вот в чем чтобы их вгонять в частоту надо ее чем то мерять !!! причем тогда уже частота кварца например на 3 мгц указывалась с точностью до килогерца !! Ну хорошо можно настраивать по биениям с образцовым генератором - он опять же как калибрануть кварц в образцовом генераторе в те годы?. О цифровых частотометрах я что то тогда не читал - единственные приборы для измерения чатстоты в "плавном диапазоне" это волномтеры !!! Черт но у них точность на порядок хуже !! Так чем же тогда меряли частоту с такой точностью кто знает ?

В те далёкие годы частоты кварцевых резонаторов измерялись способом установкой их в схему измерительного ВЧ-генератора. Частота генерации сравнивалась с частотой гетеродинного частотомера по принципу нулевых биений с вычислением по книге-частот. Гетеродинный частотомер имел встроенный кварцевый калибратор, частота которого калибровалась по несущим государственных радиостанций. Частоты этих радиостанций (на основе умножителей частоты) калибровались по специальной методике, методом подсчёта периода в сравнении с госстандартом времени каждого государства тех лет.

" Частоты этих радиостанций (на основе умножителей частоты) калибровались по специальной методике, методом подсчёта периода в сравнении с госстандартом времени каждого государства тех лет." Мда а какова была эта методика - какая нить информация есть ?

В 70-х годах я ещё успел попользоваться таким гетеродинным частотомером. Фамилию, вот забыл! Что-то вроде Ч4-ЧА.
Примерная логика работы прибора такая: Он представлял из себя приёмник прямого преобразования, на выходе смесителя подключались наушники. Перекрывал диапазон частот в отношении 1 к 2. Может быть, от 1 МГц до 2 МГц. Калибровался по таблице, в виде придаваемой толстой книжки. Сигнал гетеродина был обогащён гармониками, так что можео было мерять частоту не только в диапазоне, но и гармониках.
Даже мощные сигналы радиолюбителей на нём было слышно.

И опять не тот ответ - о таких частотометрах я читал . Вопрос КАК ПРОГРАДУИРОВАТЬ ХОТЯ БЫ ТАКОЙ ЧАСТОТОМЕТР ?!! Когда ничерта у тебя под рукой изначально нет из радиотехнических современных прибамбасов ? Ни калиброванных по частоте кварцев , ни волномеров . НИЧЕГО !!! Ибо гетеродин действительно собрать несложно - но на какой частоте он генерит ? Причем насколько я в курсе проблему решили уже давно еще до появления ламповых гетеродинов . Во всяком случае например для электромашинных генераторов высокой частоты уже изготавливали ферритовые утроители (основанные на нелинейной петле гистерезиса) . Уже надо было знать что он именно утрояет частоту а например не удесятеряет ... хотя я несколько отошел от темы ...

Цитата:

---

Сообщение от Blackbird

И опять не тот ответ - о таких частотометрах я читал . Вопрос КАК ПРОГРАДУИРОВАТЬ ХОТЯ БЫ ТАКОЙ ЧАСТОТОМЕТР ?!! Когда ничерта у тебя под рукой изначально нет из радиотехнических современных прибамбасов ? Ни калиброванных по частоте кварцев , ни волномеров . НИЧЕГО !!! Ибо гетеродин действительно собрать несложно - но на какой частоте он генерит ? Причем насколько я в курсе проблему решили уже давно еще до появления ламповых гетеродинов . Во всяком случае например для электромашинных генераторов высокой частоты уже изготавливали ферритовые утроители (основанные на нелинейной петле гистерезиса) . Уже надо было знать что он именно утрояет частоту а например не удесятеряет ... хотя я несколько отошел от темы ...

---

Насколько мне известно , первичная
калибровка кварцев осуществлялась
путем механических и интерференционных
измерений методом совпадения дробных
частей толщины пластинки , что давало
точность лямбда /20 , а используемое
направление среза имело малый пьезокоэффициент (кто видал те кварцы-
помнит - для тех частот они были ну очеееень тольстые )
. Погрешность от толщины пленок электродов
оценивалась на просвет - мерялось пропускание , а по нему судили о толщине .

что значит как откалибровать когда калибровать по сути ничего не надо.
принимаешь эталонную частоту а гетеродин генерит на твоем кварце - смешиваешь - получаешь частоту биений, если твой кварец генерит очень точно то частота биений ну очень мала - вот и все

Цитата:

---

Сообщение от Blackbird

Вопрос КАК ПРОГРАДУИРОВАТЬ ХОТЯ БЫ ТАКОЙ ЧАСТОТОМЕТР

---

Частоту измеряли линейкой как длину волны - узлы и пучности, при помощи волномера - гониометра.
Результат в метрах переводили в частоту, до сих пор шкалы на приемниках градуируются в метрах.

Тут есть передранная из старой книжки информация http://www.diagram.com.ua/list/ur2-3.shtml
Длина радиоволны-это расстояние, на которое распространяется Энергия электромагнитного поля за период колебания тока в антенне радиостанции. Понимать это надо так. За время одного периода тока в антенне передатчика в пространстве вокруг нее возникает одна радиоволна. Чем выше частота тока, тем больше следующих друг за другом радиоволн излучается антенной в течение каждой секунды. Допустим, частота тока в антенне радиостанции составляет 1 МГц. Значит период этого тока и рожденного ям электромагнитного поля равен одной миллионной доле секунды. За 1 с радиоволна проходит расстояние 300000 км, или 300000000 м. За одну миллионную долю секунды она пройдет расстояние в миллион раз меньше, т. е. 300000000:1000000. Следовательно, длина волны данной радиостанции равна 300 м.

Длина волны радиостанции зависит от частоты тока в ее антенне: чем больше частота тока, тем короче волна и, наоборот, чем меньше частота тока, тем длиннее волна- Чтобы узнать длину волны радиостанции, надо скорость распространения радиоволн, выраженную в метрах, разделить на частоту тока в ее антенне. А чтобы, наоборот, узнать частоту тока в антенне радиостанции, надо скорость распространения радиоволн разделить на длину волны радиостанции.

Для перевода частоты колебаний в мегагерцах в длину волны в метрах в обратно удобно пользоваться такими формулами:

где L- длина волны; f-частота колебаний; 300 - скорость, распространения радиоволн, выраженная в тысячах километров в секунду.
В старых журналах где то видел описание волномера с неоновой лампой, поищи через Гугль.

http://www.refstar.ru/data/r/id.22769_1.html

Сделали делители на лампах и доделили до периода, когда можно сравивать с механическим этанолом сорри, эталоном. ...ик :)

Цитата:

---

Сообщение от EU1ME

Сделали делители на лампах и доделили до периода, когда можно сравивать с механическим этанолом сорри, эталоном. ...ик :)

---

Сделать то можно всЁ (в предложенном
примере просматривается схема электромеханического ФАПч *1) , только стабильность механического эталона не выше
10Е-4 , а кварца - всегда лучше , чем 5*10Е-5, т.е. аналогия - настраивать больший микрометр (например , на 1 метр)
с использованием в качестве эталона деревянного аршина из музея (а он , как известно , у каждого- свой) .

*1 ) электромеханическая фапч , только наоборот , правильная , применена в кремлевских курантах . Там на ходу имзеряют
период колебаний маятника, сравнивают
с кварцем , а затем на ходу изменяют длину
маятника .

:)
Так и кварц надо сначала-то настроить!!! Или по-вашему тогда могли просто по размерам (измеренным как Вы написали поверенным на деревянном аршине микрометром) расчитать резонансную частоту пластины, да еще с учетом держателей итд итп.
А по механическому эталону как раз соответствует заявленной точности 1кГц на 3МГц.

Да уж тема то я думал угасла - ан нет . Ладно и я свои пояснения внесу - схему деления частоты для образцовых часов я видел в журнале QST за 1930 год . НО !!! ТАМ УЖЕ СТОЯЛ КАЛИБРОВАННЫЙ КВАРЦ !!! на 1 мгц да еще и в термостате . Схема деления была сделана на двух синхронизированных мультивибраторах кажный из которых делил на 10 . Итого на синхронный мотор часов шла частота 10 кгц (вроде раз электромашинные генераторы клепали на 20 кгц то и мотор могли такой сделать - и мощности то ему особой не надо) . Так вот это были именно образцовые часы и кварц для них уже был предварительно откалиброван - Но как ?

а насчет цитаты от FLYING "что значит как откалибровать когда калибровать по сути ничего не надо.
принимаешь эталонную частоту а гетеродин генерит на твоем кварце - смешиваешь - получаешь частоту биений, если твой кварец генерит очень точно то частота биений ну очень мала - вот и все" Видишь ли когда например на дворе 1913 год а ты товарищ мейснер сидишь и смотришь на превый в мире гетеродин незаутхающих колебаний только что собранный тобой на ламповом триоде - вопрос о калибровке твоего гетеродина по принимаемой эталонной частоте выглядит достаточно забавно :) Ибо на всей земле нет второго такого гетеродина а еще и калиброванного . А когда появились кварцевые резонаторы - калибровать их по сигналам радиостанций было тоже как то не очень ибо используемые в них в качестве задающих LC генераторы были как минимум на порядок нестабильнее самых захудалых кварцев .. Так что вопросец все еще открыт и точку тут ставить ранно ...

Цитата:

---

Сообщение от EU1ME

:)
Так и кварц надо сначала-то настроить!!! Или по-вашему тогда могли просто по размерам (измеренным как Вы написали поверенным на деревянном аршине микрометром) расчитать резонансную частоту пластины, да еще с учетом держателей итд итп.
А по механическому эталону как раз соответствует заявленной точности 1кГц на 3МГц.

---

Если 1кГц на 3МГц- то похоже на механический эталон.

Но ...
Колебания в кварце -
- МЕХАНИЧЕСКИЕ-!!!!
А это значит , что для определения резонансной частоты достаточно знать скорость звука в кварце .
Напрямую измерить скорость звука в кварце - сложно ....
так как нельзя изготовить
длинный образец ....
Но скорость звука в кварце можно измерить методом интерференции звуковых волн...Например при звуковой
застоте 10 000 Гц длина волны
- 3 см . а образец кварца нужного типа среза длиной
10 см - реально получить .
Поскольку скорости звука
в воде и воздухе были известны до 5 знака
(а их можно измерить путем)
многократного измерения в течении года по астрономическим часам с итоговой поверкой астрономических часов по звездам .

Результат - с помощью эталона метра , приспособления для интерполяции - микрометра-
астрономического хронометра и секстанта можно откалибровать кварц с точностью до 10Е-6 .
Поправка на электроды
рассчитывается теоретически
по результатам взвешивания
кристалла до напыления
электродов и после .
С учетом больших тогдашних размеров кварцев - точность хороших аналитических весов
будет достаточна .

Далее весь этот гемморой
становится ненужным -
- достаточно интерференционого оптиметра .

А я бы сделал проще.
Элементарные часы на любом кварце.
Запускаем снимаем показания неделю, месяц, год в зависимости какая точность нужна высчитываем разницу с астрономическим временем и получаем точную частоту кварца. А потом с помощью этих часов можно калибровать любые кварцы. Простая математика.

По условиям задачи цифровых микросхем еще не особо было в магазинах... Так то часы вряд ли использовали.

ладно - кто знает как создали первый эталонный генератор7

Гы! :-) Первым эталонным генератором была планета Земля. Брался простенький телескоп и отмечалось время между суточными проходами выбранной звезды через перекрестие телескопа. От этого метода подстраивалась точность хода часов (маятниковых, с термокомпенсированным маятником, в вакуумном колпаке). Период маятника уже давал эталон в несколько секунд. Отсюда шло измерение по биениям с механическими камертонами (вилочковыми). Камертоны давали килогерцы. Ну а потом по фигурам Лиссажу на простейшей катодной трубке (осциллограф без развертки) можно было синхронизироваться с мегагерцовым кварцем. На большой трубе легко считаются соотношения частот до сотни (по зарубкам фигуры лиссажу).

Увы хоть катодная трубка и появилась ранше лампы триода - первые осциллографы и вообще осциллографические методы измерений появились только в начале 30х годов . И первые доступные осциллографы имели полосу не более 10кгц . К тому же читал я книжки об истории радио - волномеры были уже тогда когда появились искровые и электромашинные передатчики . Но опять же блин нигде не указываеться как же их калибровали . Черт тайна какая-то :) Про эталон метра и грамма я читал - их брали не с потолка . В общем хоть известны способы как их первоначально выбирали - а тут ...

Цитата:

---

Сообщение от Blackbird

Увы хоть катодная трубка и появилась ранше лампы триода - первые осциллографы и вообще осциллографические методы измерений появились только в начале 30х годов . И первые доступные осциллографы имели полосу не более 10кгц .

---

Первые осциллографы были механические .
Имели скорость развертки до 6 км/c .
при различимой на фотобумаге детали
размером в 2 мм это соответствует
полосе в 3 МГц .

В 1991 году мне на одном ящике
приходилось чинить подобный механический
аппарат .
Оный был изготовлен в Германии в
1934г .,вывезен в счет репараций и
использовался в нашей стране (1991 год ,
а возможно и сейчас используется)
для балансировки гироскопов
стратегических ракет .
Правда , фоторегистрации там не было,
полоса была только 50кГц , да и работал
он только в Х-Y режиме (рисовал фигуры
Лиссажу) .

P.S. Почти все "черные ящики" ныне летающих отечественных
военных самолетов (а частенько и вертолетов ) представляют собой механический осцилограф
с записью на рулоне фотобумаги .

Добавлено через 24 минуты

Цитата:

---

Сообщение от khach

Гы! :-) Первым эталонным генератором была планета Земля. Брался простенький телескоп и отмечалось время между суточными проходами выбранной звезды через перекрестие телескопа. От этого метода подстраивалась точность хода часов (маятниковых, с термокомпенсированным маятником, в вакуумном колпаке). Период маятника уже давал эталон в несколько секунд. Отсюда шло измерение по биениям с механическими камертонами (вилочковыми). Камертоны давали килогерцы. Ну а потом по фигурам Лиссажу на простейшей катодной трубке (осциллограф без развертки) можно было синхронизироваться с мегагерцовым кварцем. На большой трубе легко считаются соотношения частот до сотни (по зарубкам фигуры лиссажу).

---

По телескопу - а точнее - по секстанту -
легко достижимая точность - за месяц -
0.5Е-6 (т.е. добротность 2 000 000) . А вот вилочковый камертон -
- только 10Е-3 (т.е. добротность 1 000) .
Вот Вы всю точность и угробили .
А мо методике , когда в качестве промежуточного средства измерения используется акустогониометр ,
акустоинтерферометр или интерференционный оптиметр точность почти не теряется .