一種數(shù)字溫度補償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)及調(diào)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于晶體振蕩器測試領(lǐng)域，涉及一種晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)試系統(tǒng)，具體地 說是一種數(shù)字溫度補償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了上述生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)的 調(diào)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字溫度補償晶體振蕩器是一種高精度、高穩(wěn)定度的頻率信號產(chǎn)生器件，由于溫 度補償過程數(shù)字化，在生產(chǎn)過程需要進(jìn)行頻繁的頻率測量和大量的數(shù)據(jù)操作。目前的生產(chǎn) 設(shè)備主要采用輪流調(diào)測的生產(chǎn)方式，使用頻率計數(shù)器完成頻率測量，每次只能對一個或幾 個產(chǎn)品同時進(jìn)行調(diào)測，這種調(diào)測生產(chǎn)方式嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率。為了解決目前晶體振蕩器 調(diào)測生產(chǎn)效率較低的問題，需要開發(fā)更高效的生產(chǎn)調(diào)測設(shè)備。例如，公開號為 CN101609126B，名稱為"溫度補償晶體振蕩器的自動測試系統(tǒng)"的中國專利就提供了一種溫 度補償晶體振蕩器的自動測試系統(tǒng)，但該系統(tǒng)具有以下的缺陷： (1) 晶振選通模塊由多個解碼器和多路選擇開關(guān)構(gòu)成，工作時計算機(jī)只能依靠晶振選 通模塊選擇一個待測晶體振蕩器依靠頻率計數(shù)器對其完成頻率測試，這種使用選通模塊輪 流選中產(chǎn)品進(jìn)行測試的方法，生產(chǎn)效率低下，嚴(yán)重制約著產(chǎn)量的提高； (2) 晶振選通模塊放置在溫箱內(nèi)，在實際生產(chǎn)過程中，溫箱內(nèi)的溫度在高低溫間不斷循 環(huán)，大大增加了選通模塊的損壞率，會對系統(tǒng)的使用周期及生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響； (3) 以頻標(biāo)為基準(zhǔn)，使用頻率計數(shù)器對輸出信號進(jìn)行頻率測量，頻率計數(shù)器只能實時的 對一路輸入信號進(jìn)行頻率測量，這種頻率的測量方法成本較大、效率較低，也是限制生產(chǎn)效 率提高的一個重要因素； (4) 數(shù)據(jù)傳輸模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電平信號，模擬電平信號容易受到周圍各種 電平信號、磁場等干擾，會對補償效果產(chǎn)生影響，且不適合數(shù)字溫度補償晶體振蕩器的調(diào)測 生產(chǎn)； (5) 溫度控制單元為單片機(jī)，在工作時采用PID算法控制溫度的變化及穩(wěn)定，在實際使 用中，需根據(jù)溫箱的實際情況，不斷進(jìn)行試驗校準(zhǔn)才能找到最合適的PID算法值，加大了系 統(tǒng)的使用難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上不足，本發(fā)明提供了一種數(shù)字溫度補償晶體振蕩器 的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)，能夠同時對多個數(shù)字溫度補償晶體振蕩器進(jìn)行頻率測量及數(shù)據(jù)采集，極 大提尚了調(diào)測效率。
[0004] 本發(fā)明還提供了一種上述調(diào)測系統(tǒng)的調(diào)試方法，此調(diào)試方法適用于數(shù)字溫度補償 晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測，與上述調(diào)測系統(tǒng)相結(jié)合，調(diào)測過程更為簡單、快捷，檢測結(jié)果更為 精準(zhǔn)。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下： 一種數(shù)字溫度補償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)，它包括： 包括高低溫試驗箱、至少一組用于待測晶體振蕩器放置并引出每個待測晶體振蕩器信 號的待測產(chǎn)品載板、用于測量待測晶體振蕩器輸出頻率并作為系統(tǒng)控制中心的測頻及主控 模塊、外部控制中心;所述待測產(chǎn)品載板設(shè)于高低溫試驗箱內(nèi)，包括至少一個用于放置待 測晶體振蕩器的放置板，以及一個用于選通放置有待測晶體振蕩器放置板的選通模塊，所 述選通模塊接收測頻及主控模塊的控制信號選通每組待測產(chǎn)品載板中對應(yīng)的放置板，所述 測頻及主控模塊與外部控制中心相通信。
[0006] 作為對本發(fā)明的限定:所述測頻及主控模塊包括主控板、穩(wěn)壓電源、頻標(biāo)，所述主 控板與外部控制中心相連，穩(wěn)壓電源的輸出端通過系統(tǒng)電源輸入線連接主控板的電源端， 頻標(biāo)的信號輸出端通過標(biāo)準(zhǔn)頻率輸入線連接主控板，為主控板提供工作時鐘，并作為測頻 測量的標(biāo)準(zhǔn)時鐘。
[0007] 作為對本發(fā)明的進(jìn)一步限定：所述外部控制中心通過系統(tǒng)調(diào)試總線與主控板相 連，還通過高低溫試驗箱控制總線與高低溫試驗箱相連； 所述主控板分別通過載板電源線連接每組待測產(chǎn)品載板的電源輸入端口，通過載板控 制及調(diào)測總線連接待測產(chǎn)品載板的載板控制及調(diào)測總線端口，通過載板頻率信號輸出線連 接待測產(chǎn)品載板的頻率信號輸出端口。
[0008] 本發(fā)明還提供了上述一種數(shù)字溫度補償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)的一種調(diào)試 方法，基于上述的一種數(shù)字溫度補償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)完成調(diào)試，包括以下步驟： 一、 待測晶體振蕩器放置:將所有待測晶體振蕩器放置于高低溫試驗箱內(nèi)的放置板上； 二、 系統(tǒng)功能檢測:外部控制中心檢查系統(tǒng)的頻率測量功能，將所有待測晶體振蕩器設(shè) 置進(jìn)入調(diào)試模式，并檢查能否與所有待測晶體振蕩器建立通信； 三、 待測晶體振蕩器調(diào)測:外部控制中心直接控制所述一種數(shù)字溫度補償晶體振蕩器 的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)測工作，對所有放置好的待測晶體振蕩器進(jìn)行頻率調(diào)測，并將調(diào)測 后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合、轉(zhuǎn)化，然后將轉(zhuǎn)化后生成的數(shù)據(jù)分別寫入對應(yīng)的待測晶體振蕩器； 四、 晶體振蕩器檢測:完成步驟一、步驟二、步驟三后，外部控制中心直接控制一種數(shù)字 溫度補償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)進(jìn)入檢測工作，對所有放置好的待測晶體振蕩器進(jìn)行 頻率檢測，并根據(jù)頻率檢測結(jié)果篩選出不合格的晶體振蕩器。
[0009] 作為對上述方法的限定:所述步驟三包括以下步驟： 31) 中心電容校準(zhǔn):根據(jù)待測晶體振蕩器的輸出頻率對其中心電容進(jìn)行調(diào)整，使用折半 查找法遍歷中心電容值的整個范圍，找到每個待測晶體振蕩器最合適的中心電容值，使其 輸出頻率達(dá)到要求的頻率范圍； 32) 為高低溫試驗箱設(shè)置調(diào)試運行程式:設(shè)置高低溫試驗箱在調(diào)試工作時的運行程式， 運行程式分為恒溫段和變溫段，其中恒溫段的溫度為調(diào)測溫度點，在整個溫度范圍內(nèi)按照 固定的溫度間隔設(shè)置調(diào)測溫度點，完成程式設(shè)置后將運行程式寫入并啟動高低溫試驗箱； 33) 調(diào)測溫度點溫度保持:外部控制中心不斷采集高低溫試驗箱的當(dāng)前狀態(tài)信息，判斷 高低溫試驗箱是否進(jìn)入恒溫段，一旦高低溫試驗箱進(jìn)入調(diào)測點恒溫段，外部控制中心控制 高低溫試驗箱進(jìn)入保持狀態(tài)，高低溫試驗箱將會一直保持在恒溫狀態(tài)，之后持續(xù)采集高低 溫試驗箱的狀態(tài)信息，判斷高低溫試驗箱內(nèi)溫度是否穩(wěn)定在調(diào)測點溫度上，如果高低溫試 驗箱穩(wěn)定在調(diào)測點溫度上，外部控制中心控制一種數(shù)字溫度補償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系 統(tǒng)開始在當(dāng)前調(diào)測溫度點上進(jìn)行調(diào)測； 34) 待測晶體振蕩器頻率調(diào)測:根據(jù)待測晶體振蕩器的頻率補償極性，使用折半查找法 找出在當(dāng)前調(diào)測溫度點上每個待測晶體振蕩器的最優(yōu)頻率補償值，并從每個待測晶體振蕩 器上讀出與外部環(huán)境溫度對應(yīng)的溫度轉(zhuǎn)換數(shù)值； 35) 循環(huán)測試:外部控制中心控制高低溫試驗箱解除保持狀態(tài)，并向下一調(diào)測溫度點運 行;36)不斷循環(huán)步驟33)、34)、35)，直至完成所有調(diào)測溫度點下的調(diào)試； 37)調(diào)測數(shù)據(jù)處理:對調(diào)測后的每個待測晶體振蕩器在所有調(diào)測溫度點下記錄的最優(yōu) 頻率補償值和溫度轉(zhuǎn)換數(shù)值分別進(jìn)行曲線擬合、轉(zhuǎn)化，并將擬合轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)燒寫入對應(yīng) 的待測晶體振蕩器。
[0010] 作為對上述方法中步驟31)的限定:所述步驟31)包括以下步驟： i)設(shè)置所有被選通的待測晶體振蕩器的中心電容值為中值； ? )測量所有被選通的待測晶體振蕩器的輸出頻率； m)將每個被選通的待測晶體振蕩器輸出頻率與標(biāo)稱頻率進(jìn)行大小比較，根據(jù)大小比 較結(jié)果，以及待測晶體振蕩器的中心電容對輸出頻率的調(diào)整極性，以折半查找為原則計算 出每個待測晶體振蕩器的下一次調(diào)整中心電容值； iv)將生成的調(diào)整后的中心電容值分別寫入對應(yīng)的待測晶體振蕩器內(nèi)； v )循環(huán)步驟ii)、iii)、iv)，直至完成折半查找，遍歷中心電容值的整個范圍； ν〇找出每個待測晶體振蕩器歷次調(diào)整過程中輸出頻率與標(biāo)稱頻率最接近的那個中心 電容調(diào)整值，并判斷該輸出頻率值是否在要求的頻率范圍內(nèi)，如果最終確定與標(biāo)稱頻率最 接近的輸出頻率值在要求的頻率范圍內(nèi)，則保存待測晶體振蕩器的最佳中心電容校準(zhǔn)值和 每個待測晶體振蕩器對應(yīng)輸出的頻率，否則待測晶體振蕩器的中心電容校準(zhǔn)失敗，并進(jìn)行 記 D
[0011] 作為對上述方法步驟34)的限定:所述步驟34)包括以下步驟： ① 設(shè)置所有被選通的待測晶體振蕩器的頻率補償值為中值； ② 測量所有被選通的待測晶體振蕩器的輸出頻率； ③ 將每個被選通的待測晶體振蕩器的輸出頻率與標(biāo)稱頻率進(jìn)行大小比較，根據(jù)比較后 的結(jié)果和待測晶體振蕩器的頻率補償調(diào)整極性，以折半查找的原則找出每個被選通的待測 晶體振蕩器的下一次調(diào)整頻率補償值； ④ 將生成的調(diào)整后的頻率補償值分別寫入對應(yīng)的待測晶體振蕩器