用于數(shù)字溫度補(bǔ)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)，具體地說是一種用于數(shù)字溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了該生產(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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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)器只能實時地對一路輸入信號進(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(bǔ)償效果產(chǎn)生影響，且不適合數(shù)字溫度補(bǔ)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)明提供了一種用于數(shù)字溫度補(bǔ)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(bǔ)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)明還提供給了一種上述調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)測方法，此調(diào)試方法適用于數(shù)字溫度補(bǔ)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: 一種用于數(shù)字溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)，它包括:
高低溫試驗箱、用于放置待測晶體振蕩器以及引出信號的放置模組、用于采集所有待測晶體振蕩器的頻率測量機(jī)構(gòu)、作為控制中心的主控板、外部控制中心。所述放置模組設(shè)于高低溫試驗箱內(nèi)，所述放置模組包括用于放置待測晶體振蕩器的放置板以及用于信號轉(zhuǎn)接的轉(zhuǎn)換連接模塊，所述放置板信號輸出端通過轉(zhuǎn)換連接模塊連接頻率測量機(jī)構(gòu)和主控板，所述頻率測量機(jī)構(gòu)設(shè)于高低溫試驗箱外，所述頻率測量機(jī)構(gòu)包括多塊頻率測量板，所有頻率測量板與主控板設(shè)于同一底板上，底板上有連線連接所有頻率測量板和主控板，所述主控板與外部控制中心相通信。
[0006]作為對本發(fā)明的限定:所述轉(zhuǎn)換連接模塊包括設(shè)于高低溫試驗箱內(nèi)的信號轉(zhuǎn)接板，所述所有放置板可拆卸的置于信號轉(zhuǎn)接板上，在正常工作時放置板設(shè)于信號轉(zhuǎn)接板上，且所有放置板均與信號轉(zhuǎn)接板上設(shè)置的端口相連接;所述頻率測量機(jī)構(gòu)包括與放置板數(shù)量相同的頻率測量板、用于提供標(biāo)準(zhǔn)頻率的頻標(biāo)，所述每一頻率測量板的待測頻率信號輸入端與對應(yīng)的放置板的待測頻率信號輸出端相連，所述主控板與所有頻率測量板均共設(shè)于一底板上，底板上有走線將主控板與所有的頻率測量板連接;所述頻標(biāo)的信號輸出端與底板的標(biāo)準(zhǔn)頻率輸入接口連接。
[0007]作為對本發(fā)明的進(jìn)一步限定:所述控制中心通過調(diào)測數(shù)據(jù)通信總線與主控板上的調(diào)測數(shù)據(jù)通信總線端口相連，通過高低溫試驗箱控制總線與高低溫試驗箱相連；
所述每個頻率測量板通過待測頻率信號傳輸線連接信號轉(zhuǎn)接板，并通過信號轉(zhuǎn)接板連接對應(yīng)的放置板，所述每個頻率測量板通過底板走線與主控板相連。
[0008]本發(fā)明還提供了一種用于數(shù)字溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的生產(chǎn)調(diào)測系統(tǒng)的調(diào)試方法，基于上述所述的用于數(shù)字溫度補(bǔ)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；
待測晶體振蕩器調(diào)測:外部控制中心直接控制用于數(shù)字溫度補(bǔ)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用于數(shù)字溫度補(bǔ)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)啟動高低溫試驗箱:設(shè)置高低溫試驗箱在調(diào)試工作時的運(yùn)行程式，運(yùn)行程式包括恒溫段和變溫段，其中恒溫段的溫度為調(diào)測溫度點(diǎn)，在整個溫度范圍內(nèi)按照一定的溫度間隔設(shè)置調(diào)測溫度點(diǎn)，完成程式設(shè)置后將運(yùn)行程式寫入并啟動高低溫試驗箱；
33)調(diào)測溫度點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)溫度上，如果高低溫試驗箱穩(wěn)定在調(diào)測點(diǎn)溫度上，外部控制中心控制用于數(shù)字溫度補(bǔ)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(diǎn)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(bǔ)償極性，使用折半查找法找出在當(dāng)前調(diào)測溫度點(diǎn)上每個待測晶體振蕩器的最優(yōu)頻率補(bǔ)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(diǎn)運(yùn)行;36)不斷循環(huán)步驟33)、34)、35)，直至完成所有調(diào)測溫度點(diǎn)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(diǎn)下記錄的最優(yōu)頻率補(bǔ)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)置所有待測晶體振蕩器的中心電容值為中值；
? )測量所有待測晶體振蕩器的輸出頻率；
m)將每個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)，直至折半查找法完成，完成遍歷中心電容值的整個范圍。
[0011]vi)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