IEC-TR-60283-1968.pdf

iec 283 b8 m 4844891 0024702 3 m com m i s s i o n l e c t r o t e c h n i q u e i n t e r n a t i o nale (affilie lorganisation internationale de normalisation - iso) rapport de la ce1 i n t e r n a t i o n a l e l e c t r o t e c h n i c a l c o m m i s s i o n (affiliated to the international organization for standardization - iso) i e c report publication 283 premire dition - first edition 1 9 6 8 mthodes pour la mesure de frquence et de rsistance quivalente des frquences indsirables des quartz pour filtres methods for the measurement of frequency and equivalent resistance of unwanted resonances of filter crystal units droits- de reproduction rservs - copyright - ali rights reserved aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utils4e sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mca- nique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. no part of this puhlication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher. bureau central de la commission electrotechnique internationale genve, suisse 1, rue de varemb prix fr. s. p r i m 8 fr 15.- copyright international electrotechnical commission provided by ihs under license with ieclicensee=ihs employees/1111111001, user=listmgr, listmgr not for resale, 03/06/2007 06:53:18 mstno reproduction or networking permitted without license from ihs -,-,- iec 283 68 w 4844892 0024703 5 w -2- commission lectrotechnique internationale - mthodes pour la mesure de frquence et de rsistance qwalente des frquences indsirables des quartz pour filtres prambule 1) les dcisions ou accords officiels de la c e 1 en ce qui concerne les questions techniques, prpars par des comits detudes o sont reprsents tous les comits nationaux sintressant ces questions, expriment dans la plus grande mesure possible un accord international sur les sujets examins. 2) ces dcisions constituent des recommandations internationales et sont agres comme telles par les comits nationaux. ;) dans le but dencourager cette unification internationale, la c e i exprime le vu que tous les comits nationaux ne possdant pas encore de rgles nationales, lorsquils prparent ces rgles, prennent comme base fondamentale de ces rgles les recommandations de ia ce1 dans la mesure o les conditions nationales le permettent. -9 on reconnat quil est desirable que laccord international sur ces questions soit suivi dun effort pour harmoniser les rgles nationales de normalisation avec ces recommandations dans ia mesure o les conditions nationales le permettent, les comits nationaux sengagent user de leur influence dans ce but. prface le prsent rapport a t tabli par le comit detudes n o 49 de la cei: cristaux pizolectriques et dispositifs associs. un projet comprenant le chapitre i fut discut lors de la runion tenue venise en 1963, la suite de laquelle un nouveau projet fut soumis lapprobation des comits nationaux suivant la rgle des six mois en fvrier 1964. les pays suivants se sont prononcs explicitement en faveur de la publication du chapitre i: afrique du sud allemagne belgique core (rpublique de) danemark etats-unis damrique france isral japon pays-bas roumanie royaume-uni sude suisse tchcoslovaquie turquie union des rpubliques socialistes sovitiques yougoslavie un projet comprenant le chapitre ii fut discut lors de la runion tenue aix-les-bains en 1964, la suite de laquelle un nouveau projet fut soumis lapprobation des comits nationaux suivant la rgle des six mois en fvrier 1965. les pays suivants se sont prononcs explicitement en faveur de la publication du chapitre ii : australie pays-bas belgique roumanie canada royaume-uni danemark sude finlande suisse france turquie isral japon union des rpubliques socialistes sovitiques copyright international electrotechnical commission provided by ihs under license with ieclicensee=ihs employees/1111111001, user=listmgr, listmgr not for resale, 03/06/2007 06:53:18 mstno reproduction or networking permitted without license from ihs -,-,- international electrotechnical commission methods for the measurement of frequency and equivalent resistance of unwanted resonances of filter crystal units foreword 1) the formal decisions or agreements of the ie c on technical matters, prepared by technical committees on which all the national committees having a special interest therein are represented, express, as nearly as possible, an international consensus of opinion on the subjects dealt with. 2) they have the form of recommendations for international use and they are accepted by thenational committees in that sense. 3) in order to promote this international unification, the iec expresses the wish that all national committees having as yet no national rules, when preparing such rules, should 3se the i e c recommendations as the fundamental basis for these rules in so far as national conditions will permit. 4) the desirability is recognized of extending international agreement on these matters through an endeavour to harmonize national standardization rules with these recommendations in so far as national conditions will permit. the national committees pledge their influence towards that end. preface this report has been prepared by iec technical committee no. 49, piezo-electric crystals and associated devices. a draft of chapter i was discussed at the meeting held in venice in 1963, as a result of which a new draft was submitted to the national committees for approval under the six months rule in february 1964. the following countries voted explicitly in favour of publication of chapter i: belgium romania czechoslovakia south africa denmark sweden france switzerland germany turkey israel - union of soviet socialist republics japan united kingdom korea (republic of) netherlands yugoslavia united states of america a draft of chapter ii was discussed at the meeting held in aix-les-bains in 1964, as a result of which a new draft was submitted to the national committees for approval under the six months rule in february 1965. the following countries voted explicitly in favour of publication of chapter ii: australia netherlands belgium romania canada sweden denmark switzerland finland turkey france israel united kingdom japan union of soviet socialist republics copyright international electrotechnical commission provided by ihs under license with ieclicensee=ihs employees/1111111001, user=listmgr, listmgr not for resale, 03/06/2007 06:53:18 mstno reproduction or networking permitted without license from ihs -,-,- iec 283 68 w 4844871 0024705 7 -4- mthodes pour la mesure de frquence et de rsistance qwalente des frquences indsirables des quartz pour filtres domaine dapplication duxapport ce rapport dcrit deux mthodes pour la mesure de la frquence et de la rsistance quivalente des frquences indsirables des quartz pour filtres. ces deux mthodes sont bases sur lutilisation du pont de mesure dans lequel lquilibrage de la capacit parallle est fait une frquence loigne de la rsonance principale et de la rsonance indsirable. lamplitude de la rsonance indsirable est indique par la tension de sortie maximale qui a lieu au moment de la transmission de la frquence de rsonance indsirable. conformment la premire mthode, la capacit de charge et la rsistance de charge sont spcifies. lamplitude de la rsonance principale et de la rsonance indsirable est indique par la diffrence de niveau correspondant la tension de sortie du pont par rapport son niveau quand le quartz en essai est court-circuit. conformment la deuxime mthode, qui est le dveloppement de la premire, la rsistance de charge est choisie petite et elle est spcifie pour chaque gamme de frquences. pour la dtermination de lamplitude de la rsonance indsirable en plus de lquilibrage initial du pont, loign des rsonances, un quilibrage additionnel est effectu deux frquences qui sont symtriques de la rsonance indsirable mesure. la rsistance quivalente de la rponse indsirable est calcule partir de la diffrence entre le niveau de ces deux frquences et le niveau la frquence de rsonance indsirable. la deuxime mthode exige plus de temps pour la mesure que la premire, mais elle peut assurer une meilleure prcision de mesure. la premire mthode est recommande comme mthode principale et la deuxime, comme mthode de rfrence. copyright international electrotechnical commission provided by ihs under license with ieclicensee=ihs employees/1111111001, user=listmgr, listmgr not for resale, 03/06/2007 06:53:18 mstno reproduction or networking permitted without license from ihs -,-,- - 5 - methods for the measurement of frequency and equivalent resistance of unwanted resonances of filter crystal units scope of the report this report describes two methods for the measurement of frequency and intensity of unwanted responses of filter crystal units. both methods are based on the use of a measuring bridge in which balancing of the parallel capacitance is performed at a frequency removed from the main or any unwanted resonance. the intensity of the unwanted response is indicated by the maximum output voltage occurring during transmission of the unwanted resonance frequency. according to the rst method, the load capacitance and termination are specxed. the intensity of the main and unwanted resonance is indicated by the corresponding level difference of the bridge output voltage with respect to its level when short-circuiting the crystal unit under test. according to the second method, which is a development of the rst one, the load resistance of the bridge is chosen to be small and specified for each frequency range. to determine the intensity of an unwanted response in addition to the initial balance of the bridge removed from resonances, an additional balancing is carried out at two frequencies which are symmetrical with respect to the unwanted response measured. the equivalent resistance of the unwanted response is calculated from the difference between the level of the two above-mentioned frequencies and the level at the unwanted resonance frequency. the second method requires more time for measurement than the rst one, but it can give more accurate the first method is recommended as a basic method, and the second as a reference one. measurement. copyright international electrotechnical commission provided by ihs under license with ieclicensee=ihs employees/1111111001, user=listmgr, listmgr not for resale, 03/06/2007 06:53:18 mstno reproduction or networking permitted without license from ihs -,-,- i e c 283 68 w 4844871 0024707 2 - 6 - chapitre i: mthode principale pour la mesure des rsonances indsirables des quartz pourfiltres 1. introduction ce rapport dcrit les mthodes de dtection des rsonances indsirables des quartz et les mthodes de mesure de lamplitude de la rponse ou des irrgularits de rponse ces frquences. le principe de mesure utilis consiste fournir une frquence variable de faon continue un pont talon et observer la courbe de transmission dans la gamme de frquences spcifie pour le quartz considr. le pont talon consiste en un transformateur diffrentiel formant deux bras du pont, le quartz mesurer et la capacit dquilibrage formant les deux autres bras. ce pont reprsente un filtre quartz bande troite, charg convenablement et ayant la bande passante la plus large possible. dans ce circuit, la frquence au maximum de transmission nest pas exactement la frquence de rsonance. la tension de sortie due au dsquilibre du pont est mesure de faon continue dans la gamme de frquences spcifie pour le quartz en essai afin de permettre la dtection des irrgularits dans la caractristique de transmission qui est normalement continue. les irrgularits sont dues aux rsonances indsirables du quartz en essai. lamplitude de la rponse de transmission est donne de lune des facons suivantes : a) rponse dij5rentielle: diffrence de niveau exprime en dcibels entre les points dinversion de la caractristique au voisinage dune rponse indsirable (voir figure 2, page 13). b) rponse absolue: diffrence de niveau de transmission la frquence indsirable, exprime en dcibels entre les mesures suivantes : i) quartz en circuit; 2) quartz court-circuit (voir figure 2). 2. circuit de mesure la dtection et la mesure des rsonances indsirables sont faites au moyen dun circuit constitu par un gnrateur de frquences, un attnuateur, un pont, une rsistance de charge et un dtecteur, ou leurs quivalents lectriques, connects comme indiqu dans la figure 1, page 12. 2.1 caractristiques du gnrateur de frquences a rt 10% de la frquence nominale de rsonance srie du quartz en essai, les bandes latrales doivent tre affaiblies dau moins 80 db. les harmoniques de la frquence la sortie du gnrateur et la slectivit du dtecteur doivent tre tels que le niveau des harmoniques au dtecteur soit au moins de 60 db au dessous de la fondamentale. des filtres pour supprimer les harmoniques peuvent tre utiliss si ncessaire. 2.2 caractristiques du dtecteur sa sensibilit doit tre telle, quen liaison avec le gnrateur il soit possible de dtecter un niveau de sortie du pont 85 db au .dessous du niveau qui stablit lorsque le quartz est court-circuit. sa sensibilit diffrentielle doit permettre dobserver des variations du niveau dentre de o, 1 db. la capacit et la resistance dentre sont dfinies aux paragraphes 2.3 et 2.4. copyright international electrotechnical commission provided by ihs under license with ieclicensee=ihs employees/1111111001, user=listmgr, listmgr not for resale, 03/06/2007 06:53:18 mstno reproduction or networking permitted without license from ihs -,-,- iec 283 68 w 4844873 0024708 4 w -7- chapter i: basic method for measurement of unwanted resonances in filter crystal units 1. introduction this report describes methods of detecting unwanted resonances in crystal units and methods of measuring the magnitude of response or response deviation at these frequencies. the scheme of measurement used is to supply a continuously adjustable frequency to a standard bridge and to observe the transmission response over the frequency range specified for the individual crystal unit. the standard bridge consists of a hybrid coil forming two arms of the bridge, the individual crystal unit under test and the balancing capacitor in the other two arms. this bridge represents a properly terminated, narrow-band crystal lter with the widest possible frequency band. this frequency band is not identical with the resonance frequency of the crystal unit. the bridge unbalance output is continuously indicated over the frequency range specied for the individual crystal unit to permit detection of irregularities from a normally smooth transmission characteristic, the irregularities being due to unwanted resonances of the crystal unit under test. the magnitude of the transmission response deviation is given by either of the following: the characteristic in the vicinity of the unwanted response (see figure 2, page 13). a) the diferential response: difference in level expressed in decibels, between the turning points of b) the absolute response: transmission difference expressed in decibels at the unwanted resonance frequency with and without the crystal unit short-circuited (see figure 2). 2. measuring circuit unwanted resonances are detected and measured by means of a circuit consisting of a power source, an attenuator, a bridge, terminating resistors and a detector or their electrical equivalents connected as shown in figure 1, page 12. 2.1 requirements for the power source within rt 10% of the nominal series resonance frequency of the crystal unit under test, side bands should be down by at least 80 db. harmonics of the output frequency and the selectivity of the detector should be such that the level of harmonics is at least 60 db below the fundamental at the detection element. harmonic suppression filters may be used if necessary. 2.2 requirements for the detector the sensitivity shall be such that in conjunction with the power source used, bridge output levels 85 db below the output level with the crystal unit short-circuited may be detected. the differential sensitivity shall permit observation of o. 1 db changes in input level. for input capacitance and resistance, see sub-clauses 2.3 and 2.4 respectively. - copyright international electrotechnical commission provided by ihs under license with ieclicensee=ihs employees/1111111001, user=listmgr, listmgr not for resale, 03/06/2007 06:53:18 mstno reproduction or networking permitted without license from ihs -,-,- - 8 - d et c ca dconnect d et a cb au minimum 2.3 2.3.1 equilibre caractristiques du circuit du pont le quartz tant remplac par un condensateur air de haute qualit, le pont doit pouvoir tre quilibr comme spcifi au paragraphe 3.1.2 sans ajustement complmentaire dans la gamme de frquences explorer. 2.3.2 capacits directes la capacit directe entre deux conducteurs est la valeur de capacit gale la charge produite sur lun des conducteurs par la tension entre les deux conducteurs, divise par cette tension. elle peut tre mesure sur un pont de mesure de capacit en connectant les deux conducteurs aux bornes de mesure du pont. tous les autres conducteurs seront con