專利名稱：溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及晶體振蕩器，更具體地涉及一種溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試
系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，晶體振蕩器由于其具有較高的頻率穩(wěn)定性，已成為電子通信行 業(yè)必備的部件。但是晶體振蕩器的輸出頻率不是絕對(duì)穩(wěn)定的，都會(huì)隨溫度的變化而變化，而 變化的隨機(jī)性較大， 一致性差，于是引進(jìn)補(bǔ)償就成了增加壓控晶振的頻率穩(wěn)定性的手段。 目前，用的最多的是在晶體振蕩器的前端加一溫度補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)，這屬于一種 模擬補(bǔ)償方式，用補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓來(lái)控制的晶體振蕩器的頻率，使用這種增加溫度 補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)方法的產(chǎn)品，在-4(TC 85t:的溫度范圍內(nèi)其頻率穩(wěn)定度只能達(dá)到±1 ±2. 5卯m。隨著市場(chǎng)需求更加高穩(wěn)定性的晶體振蕩器，穩(wěn)定度在±1 ±2. 5卯m的晶體振 蕩器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代日常生活和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域?qū)w振蕩器性能的要求，于是精度較高 數(shù)字補(bǔ)償方式逐步取代了模擬補(bǔ)償方式。 然而，現(xiàn)有的數(shù)字補(bǔ)償方式通常采取逐個(gè)補(bǔ)償?shù)姆绞?，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人 力，生產(chǎn)效率極低。而國(guó)內(nèi)只有極少數(shù)的晶振廠商有自己開(kāi)發(fā)的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的 測(cè)試系統(tǒng)，從晶振的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，存在精度達(dá)不到要求，狹小區(qū)域同頻點(diǎn)產(chǎn)品互相干擾嚴(yán) 重，大批量測(cè)試效率低下等缺點(diǎn)。 因此，急需開(kāi)發(fā)出一種具有溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的測(cè)試系統(tǒng)以克服上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可以批量提高溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的測(cè)試效率、實(shí) 現(xiàn)測(cè)試工作規(guī)?；夷鼙ＷC每個(gè)晶體振蕩器精度的測(cè)試系統(tǒng)。 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系
統(tǒng)，包括電源、溫箱、數(shù)據(jù)傳輸模塊以及中央控制模塊，所述電源給所述溫箱、所述數(shù)據(jù)傳輸
模塊以及所述中央控制模塊供電，所述溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)還包括多個(gè)晶
振選通模塊，所述晶振選通模塊包括多個(gè)測(cè)試控制板以及多組解碼器和多路開(kāi)關(guān)，所述測(cè)
試控制板設(shè)于所述溫箱內(nèi)，每個(gè)所述測(cè)試控制板上容置有多個(gè)待測(cè)試的晶體振蕩器，所述
中央控制模塊包括計(jì)算機(jī)、頻標(biāo)、頻率計(jì)、以及溫度控制單元，所述頻率計(jì)分別與所述頻標(biāo)、
所述計(jì)算機(jī)電連接且設(shè)有與所述晶體振蕩器連接的接口 ，所述計(jì)算機(jī)分別通過(guò)所述晶振選
通模塊和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述待測(cè)試的晶體振蕩器電連接，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)所述溫度
控制單元與所述溫箱電連接。本實(shí)用新型溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可以通過(guò)晶
振選通模塊同時(shí)選通不同測(cè)試控制板上的晶體振蕩器，實(shí)現(xiàn)多個(gè)晶體振蕩器的頻率數(shù)據(jù)同
時(shí)采樣，并根據(jù)采樣得到的頻率數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，極大的提高了晶體振蕩器的測(cè)試效率。 在本實(shí)用新型溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述計(jì)算機(jī)
包括采樣_數(shù)據(jù)控制單元，所述采樣_數(shù)據(jù)控制單元通過(guò)自定的底層通信協(xié)議控制所述晶振選通模塊，所述通信協(xié)議組成模式為起頭字+協(xié)議內(nèi)容+結(jié)束字，通過(guò)計(jì)算機(jī)接口發(fā)出。 可選地，可采用串口、并口、USB(Universal SerialBUS，通用串行總線)接口或網(wǎng)絡(luò)接口。 較佳地，所述頻標(biāo)為高精度原子頻標(biāo)。所述高精度原子頻標(biāo)的短期穩(wěn)定度(秒穩(wěn)) 可以達(dá)到1E-14量級(jí)，用以作為晶體振蕩器的頻率參考源，提高了溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的 頻率穩(wěn)定度和精確度的準(zhǔn)確性。 較佳地，所述多路開(kāi)關(guān)為電子開(kāi)關(guān)?？伸`活地根據(jù)通信協(xié)議用程序控制電子開(kāi)關(guān) 的通斷。 較佳地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)傳輸單元和數(shù)據(jù)顯示單元， 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元通過(guò)所述數(shù)據(jù)傳輸單元與所述晶體振蕩器電連接，能夠很好地解決模擬 信號(hào)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換以及通信。所述數(shù)據(jù)傳輸單元采用總線傳輸，從而優(yōu)化了通信線路，簡(jiǎn) 化了線路板的設(shè)計(jì)，有利于減少材料和降低功耗。所述數(shù)據(jù)顯示通過(guò)頻率設(shè)備和PC電腦 (Personal Computer,個(gè)人計(jì)算機(jī))屏幕顯示，并存儲(chǔ)在PC后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于分析。 較佳地，所述數(shù)據(jù)傳輸單元采用雙絞線、大面積地線包裹，以屏蔽干擾。 較佳地，所述溫度控制單元為單片機(jī)。其中用到PID控制算法，具體公式為 U(k)-Kpe(k)+K!f]e (j)+KD[e(k)- e(k-l)]+u0，
j=o 其中，U。為控制量的基值；U(k)為第k個(gè)采樣時(shí)刻的控制；KP是比例放大系數(shù)；K工
=KpT/Tp K工是積分放大系數(shù)；KD = KPTD/TS， KD是微分放大系數(shù)；TS是采用周期，1\是積分 時(shí)間常數(shù)，TD是微分時(shí)間常數(shù)。PID參數(shù)的設(shè)置比較簡(jiǎn)單，PID參數(shù)KP， K工和KD可以根據(jù)過(guò) 程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)整定。通過(guò)單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)溫箱溫度的自動(dòng)升降控制，一般業(yè)內(nèi)人士都 能很好的掌握現(xiàn)在比較成熟的單片機(jī)編程技術(shù)及其應(yīng)用技術(shù)。 較佳地，所述計(jì)算機(jī)和所述晶振選通模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和以太網(wǎng)通信口進(jìn)
行通信。所述計(jì)算機(jī)和所述頻率計(jì)以及所述微型計(jì)算機(jī)和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊均是采用網(wǎng)絡(luò)
服務(wù)器和以太網(wǎng)通信口進(jìn)行通信。采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和以太網(wǎng)通信口進(jìn)行通信的優(yōu)點(diǎn)在于網(wǎng)
絡(luò)通信協(xié)議技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單方便，為一般該領(lǐng)域的技術(shù)人員所掌握。 較佳地，所述溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)還包括用于與外部設(shè)備互
聯(lián)的接口擴(kuò)展模塊。本實(shí)用新型的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可通過(guò)擴(kuò)展接
口隨時(shí)兼容其他測(cè)試要求，兼容性強(qiáng)大，自帶串口、打印端口、 USB、 SMA(Share Memory
Architecture,共享內(nèi)存結(jié)構(gòu))端口以及GPIB (General-Purpose Interface Bus，通用接口
總線)接口等多種流行接口，便于各種設(shè)備聯(lián)合測(cè)試分析。 通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本 實(shí)用新型的實(shí)施例。

圖1為本實(shí)用新型溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的原理圖。 圖2為圖1所示溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的中央處理模塊的結(jié)構(gòu)圖。 圖3為圖1所示溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸模塊的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元
件。如上所述，請(qǐng)參考圖i，本實(shí)用新型溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)ioo包括電源
1、溫箱5、數(shù)據(jù)傳輸模塊3、中央控制模塊2和晶振選通模塊4，所述電源1給所述溫箱5、所 述數(shù)據(jù)傳輸模塊3以及所述中央控制模塊2供電，所述溫箱5內(nèi)容置有待測(cè)試的多個(gè)晶體 振蕩器410，所述中央控制模塊2控制所述溫箱5的溫度。其中，請(qǐng)參考圖2和圖3，所述中 央控制模塊2包括計(jì)算機(jī)22、頻標(biāo)20、頻率計(jì)21以及溫度控制單元23，所述頻率計(jì)21分 別與所述頻標(biāo)20、所述計(jì)算機(jī)22電連接且設(shè)有與所述晶體振蕩器410連接的接口，所述計(jì) 算機(jī)22分別通過(guò)所述晶振選通模塊4和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊3與所述待測(cè)試的晶體振蕩器 410電連接，所述計(jì)算機(jī)22通過(guò)所述溫度控制單元23與所述溫箱5電連接。更具體地，參 考圖l，所述晶振選通模塊4是設(shè)置于所述溫箱5之內(nèi)。 較佳者，所述頻標(biāo)為高精度原子頻標(biāo)。所述高精度原子頻標(biāo)的頻率短期穩(wěn)定度好， 因此極大地提高溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度和精確度。例如，所述頻率計(jì)可以采用 HP53132A頻率計(jì)。HP53132A頻率計(jì)可以測(cè)量到108HZ數(shù)量級(jí)的范圍，精確到小數(shù)點(diǎn)后四位。 可選地，所述頻標(biāo)也可以為GPS(GlobalPositioning System,全球定位系統(tǒng))時(shí)鐘系統(tǒng)。 較佳者，請(qǐng)?jiān)俅螀⒖紙D1和圖2，所述晶振選通模塊4包括四個(gè)用于容置所述待測(cè) 試的晶體振蕩器410的測(cè)試控制板，分別為測(cè)試控制板41a、41b、41c、以及41d和與之相對(duì) 應(yīng)的四組解碼器和多路開(kāi)關(guān)40a、40b、40c以及40d，所述計(jì)算機(jī)22通過(guò)所述解碼器和多路 開(kāi)關(guān)40a、40b、40c以及40d選擇所述測(cè)試控制板41a、41b、41c、以及41d上的晶體振蕩器 410。所述晶體振蕩器410整齊批量地容置與所述測(cè)試控制板41a、41b、41c、以及41d，利用 測(cè)試控制板可以方便對(duì)晶體振蕩器410編號(hào)和定位，易于晶振的選通和測(cè)試，有利于連續(xù) 工作而且操作簡(jiǎn)單，從而提高效率。更加具體地，圖1所示，所述中央處理模塊2當(dāng)前通過(guò)所 述解碼器和多路開(kāi)關(guān)40d選通了容置于所述測(cè)試控制板41d上的最后一個(gè)晶體振蕩器410 來(lái)進(jìn)行測(cè)試。 在本實(shí)施例中，所述計(jì)算機(jī)包括采樣_數(shù)據(jù)控制單元，所述采樣_數(shù)據(jù)控制單元通 過(guò)自定的底層通信協(xié)議控制所述晶振選通模塊4，所述通信協(xié)議組成模式為起頭字+協(xié)議 內(nèi)容+結(jié)束字，通過(guò)計(jì)算機(jī)接口發(fā)出?？蛇x地，可采用串口、并口、 USB (Universal Serial BUS，通用串行總線)接口或網(wǎng)絡(luò)接口。 較佳者，所述溫度控制單元23包括PID(比例-積分-微分)控制器，其控制式是
U(k"Kpe(k)+Kjte (j)+K。[e(k)國(guó)e(k-l)]+uo。其中，u。為控制量的基值；u(k)為第k個(gè)
j=o
采樣時(shí)刻的控制；KP是比例放大系數(shù)；K工=KpT/Tp K工是積分放大系數(shù)；KD = KPTD/TS， KD是 微分放大系數(shù)；TS是采用周期，1\是積分時(shí)間常數(shù)，TD是微分時(shí)間常數(shù)。PID參數(shù)的設(shè)置比 較簡(jiǎn)單，PID參數(shù)KP， K工和KD可以根據(jù)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)整定，PID控制器是通過(guò)計(jì)算機(jī) PID控制算法程序?qū)崿F(xiàn)的。 較佳者，所述多路開(kāi)關(guān)40a、40b、40c和40d為電子開(kāi)關(guān)。電子開(kāi)關(guān)的性能良好，使 用壽命長(zhǎng)而且成本低，能夠?yàn)橐话愎ぷ魅藛T操作使用，如果使用晶體管或機(jī)械觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)， 由于開(kāi)關(guān)頻繁，損耗快。具體地，所述電子開(kāi)關(guān)由邏輯門芯片、驅(qū)動(dòng)芯片和繼電器組成。 較佳者，請(qǐng)參考圖1和圖3，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊3包括數(shù)模轉(zhuǎn)換單元30和數(shù)據(jù)傳輸單元31 ，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元30通過(guò)所述數(shù)據(jù)傳輸單元31與所述晶體振蕩器410電連接，所 述數(shù)據(jù)傳輸單元31采用I/O 口模擬通信時(shí)序單線傳輸。能夠很好地解決模擬信號(hào)和數(shù)字 信號(hào)轉(zhuǎn)換以及通信。 在生產(chǎn)測(cè)試高精度的晶體振蕩器時(shí)，各晶體振蕩器之間容易產(chǎn)生同頻段干擾，使 得一般的測(cè)試系統(tǒng)無(wú)法正常工作或使得補(bǔ)償精度達(dá)不到要求。在此，本實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸 單元31可以采用雙絞線包裹，以屏蔽同頻段干擾，提高測(cè)試精度，從而獲得高精度的晶體 振蕩器。本實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸單元31采用單線通信，為多線程控制。 較佳者，請(qǐng)參考圖2，所述溫度控制單元23為單片機(jī)。通過(guò)單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)溫箱溫 度的自動(dòng)升降，一般業(yè)內(nèi)人士都能很好的掌握現(xiàn)在比較成熟的單片機(jī)編程技術(shù)及其技術(shù)。 較佳者，所述晶體振蕩器410與所述數(shù)據(jù)傳輸模塊3之間采用單線通信，從而優(yōu)化 了通信線路，簡(jiǎn)化了線路板的設(shè)計(jì)，有利于減少材料和降低功耗，并有利于后期維護(hù)。 較佳者，所述計(jì)算機(jī)22和所述晶振選通模塊4之間采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和以太網(wǎng)通信 口進(jìn)行通信。所述計(jì)算機(jī)22和所述頻率計(jì)21以及所述計(jì)算機(jī)和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊3均是 采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和以太網(wǎng)通信口進(jìn)行通信。采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和以太網(wǎng)通信口進(jìn)行通信的優(yōu) 點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單方便，為一般該領(lǐng)域的技術(shù)人員所掌握。 需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的溫箱內(nèi)設(shè)置 的測(cè)試控制板不僅限于4層，可以根據(jù)實(shí)際需要改變，實(shí)際工作中，溫箱中的晶體振蕩器的 數(shù)量可以達(dá)到6600個(gè)。國(guó)內(nèi)同行還沒(méi)有任何廠商具有如此大容量測(cè)試晶振技術(shù)的。由于 采用多種屏蔽技術(shù)，在大批量生產(chǎn)晶體振蕩器的同時(shí)，保證了晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度，提 高了晶體振蕩器的精度，大大降低了測(cè)試成本。 此外，本實(shí)用新型溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)由于實(shí)現(xiàn)了中央控制模塊 與溫箱的遠(yuǎn)程控制，支持?jǐn)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸， 一旦在低溫或高溫出現(xiàn)問(wèn)題，可以及時(shí)進(jìn)行分析和 維修。分離后可保留測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，更全面分析產(chǎn)品特性，因此保證系統(tǒng)的使用壽命和可維護(hù) 性，同時(shí)具有測(cè)試低溫啟動(dòng)功能，可通過(guò)擴(kuò)展接口隨時(shí)兼容其他測(cè)試要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易 操作。 為了適用于各種不同的晶體振蕩器的型號(hào)，本實(shí)施例的測(cè)試控制板上還設(shè)有轉(zhuǎn)換
座子，同時(shí)輔以濾波、消除諧振等手段，進(jìn)一步消除高頻干擾。本實(shí)施例的測(cè)試控制板設(shè)有
邏輯門、屏蔽線以屏蔽干擾。同頻段干擾的消除，尤其是針對(duì)高頻段干擾的消除，使得多個(gè)
高精度溫度補(bǔ)償型晶體振蕩器可以同時(shí)測(cè)量，大大提高了工作效率和測(cè)試準(zhǔn)確度。 所述溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)還包括用于與外部設(shè)備互聯(lián)的接口擴(kuò)
展模塊。 下面結(jié)合圖1至圖3介紹本實(shí)施例的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的工作 流程。 1、系統(tǒng)初始化。具體為設(shè)定測(cè)試所需要的參數(shù)，如標(biāo)稱頻率值、溫度特性參數(shù)等，
為待測(cè)試的晶體振蕩器建立一個(gè)量化的電壓值和對(duì)應(yīng)的溫度值的數(shù)據(jù)表。 2、計(jì)算機(jī)通過(guò)晶振選通模塊選擇一個(gè)晶體振蕩器進(jìn)行測(cè)試。 3、測(cè)試該晶體振蕩器在常溫下(25°C )的頻率值，記為&5、在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)， 如-40 85t:，選取幾個(gè)有代表的溫度點(diǎn)，如每隔l(TC取一個(gè)點(diǎn)，測(cè)試每一溫度點(diǎn)下，晶體 振蕩器的頻率值，記為fx。例如，每秒采樣1次，共采樣30次，取其平均值作為該點(diǎn)頻率值。[0041] 具體測(cè)試過(guò)程如下給當(dāng)前測(cè)試的晶體振蕩器一個(gè)初始電壓，通過(guò)所述計(jì)算機(jī)發(fā)
出采樣指令，所選晶體振蕩器在當(dāng)前溫度點(diǎn)的頻率通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳到中央處理模塊， 計(jì)算該頻率與標(biāo)稱頻率的差值，利用該結(jié)構(gòu)得到其溫度特性指標(biāo)。
具體的，本實(shí)施例中，計(jì)算溫度特性指標(biāo)的公式如下 溫度特性=(fx_f25)/f0 其中，fx為待檢測(cè)頻率，f25為25t:時(shí)的頻率，f。為標(biāo)稱頻率。 若采樣回來(lái)的頻率值在允許誤差范圍內(nèi)，則記錄當(dāng)前的電壓值；若不在誤差允許 范圍內(nèi)，則中央處理模塊計(jì)算補(bǔ)償電壓，由高低電平和對(duì)應(yīng)數(shù)字大小的差值確定第二次補(bǔ) 償電壓的大小，再次取采樣數(shù)據(jù)，直至該晶體振蕩器的頻率值誤差范圍內(nèi)，保存數(shù)據(jù)?？梢?設(shè)定對(duì)每個(gè)晶體振蕩器進(jìn)行補(bǔ)償?shù)拇螖?shù)，若超過(guò)該次數(shù)，則標(biāo)志該晶體振蕩器為異常，進(jìn)入 下一晶體振蕩器的測(cè)試。然后開(kāi)始下一溫度點(diǎn)的測(cè)試，直至測(cè)試完所有的溫度點(diǎn)，將數(shù)據(jù)填 入前述的量化的電壓值和對(duì)應(yīng)的溫度值的數(shù)據(jù)表中。每改變一次溫度，溫箱會(huì)在當(dāng)前溫度 下保溫一段時(shí)間，可以通過(guò)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)報(bào)文時(shí)間到達(dá)后，就通過(guò)控制單元返回信號(hào)給計(jì) 算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)此信號(hào)進(jìn)行下一步動(dòng)作(如數(shù)據(jù)采樣、計(jì)算補(bǔ)償電壓等)。具體地，所述中 央處理模塊采用了溫度控制方法控制溫箱表頭，進(jìn)入計(jì)算機(jī)的連續(xù)_時(shí)間信號(hào)，經(jīng)過(guò)采樣 和整量化后，變成數(shù)字量，進(jìn)入計(jì)算機(jī)的存貯器和寄存器，在這里采用偏差的比例、積分及 微分進(jìn)行控制的PID算法控制，其控制式為 U(k"Kpe(k)+K!l;e (j)+KD[e(k)- e(k-l)]+u0 其中，u。是控制量的基值，即k = 0時(shí)的控制；U(k)第k個(gè)采樣時(shí)刻的控制；KP是
比例放大系數(shù)；K工=KpT"TpK工是積分放大系數(shù)，它影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；KD = KpT。/Ts，K。是 微分放大系數(shù)，它影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性；其中Ts是采用周期，T工是積分時(shí)間常數(shù)，TD是微分 時(shí)間常數(shù)。采用了全量算法，算法中，為了求和，先將系統(tǒng)偏差的全部過(guò)去值e(j) (j = 1，2， 3，…，k)都存儲(chǔ)起來(lái)。這種算法得出控制量的全量輸出u(k)，是控制量的絕對(duì)數(shù)值。在控 制系統(tǒng)中，這種控制量確定了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置，PID算法可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)。 5、中央處理模塊擬合數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)，燒結(jié)數(shù)據(jù)到晶體振蕩器的單片機(jī)存儲(chǔ)區(qū) 內(nèi)，同時(shí)更改單片機(jī)的模式為工作模式。 6、單片機(jī)程序進(jìn)入晶體振蕩器的工作模式，對(duì)晶體振蕩器進(jìn)行復(fù)檢。在此過(guò)程中， 只進(jìn)行頻率數(shù)據(jù)的采樣和存儲(chǔ)，以這些數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的晶體振蕩器是否合 格。 7、計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，通過(guò)晶振選通模塊選擇另一個(gè)晶體振蕩器，開(kāi)始下一個(gè)晶體 振蕩器的測(cè)試。本系統(tǒng)支持多線程測(cè)試，可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)產(chǎn)品，測(cè)試效率至少提高四倍以 上。 采用本實(shí)用新型的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，可以保證產(chǎn)品的頻率穩(wěn) 定度并可實(shí)現(xiàn)其規(guī)?；a(chǎn)。通過(guò)該系統(tǒng)，根據(jù)權(quán)限，客戶可以隨時(shí)查詢前述通信口上傳的 數(shù)據(jù)，了解訂單的執(zhí)行情況及當(dāng)前實(shí)時(shí)測(cè)試的原始數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，此外本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 容易操作。 本系統(tǒng)還同時(shí)支持低溫啟動(dòng)測(cè)試，溫度爬坡測(cè)試、短穩(wěn)測(cè)試。低溫啟動(dòng)測(cè)試即在一 定溫度下保溫一段時(shí)間，瞬間通電，測(cè)試晶體頻率振蕩器的頻率，多用于恒溫產(chǎn)品。溫度爬坡測(cè)試即保持不掉電狀態(tài)，測(cè)試晶體振蕩器在某個(gè)溫度范圍內(nèi)的頻率變化。短穩(wěn)測(cè)試即在 保持25°C的環(huán)境條件下，每秒采樣1次數(shù)據(jù)，連續(xù)采樣100次，以此數(shù)據(jù)，根據(jù)阿倫方差公式 計(jì)算晶體振蕩器的短期穩(wěn)定度。 以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型并不局限于以上揭 示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本實(shí)用新型的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求一種溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，包括電源、溫箱、數(shù)據(jù)傳輸模塊以及中央控制模塊，所述電源給所述溫箱、所述數(shù)據(jù)傳輸模塊以及所述中央控制模塊供電，其特征在于所述溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)還包括多個(gè)晶振選通模塊，所述晶振選通模塊包括多個(gè)測(cè)試控制板以及多組解碼器和多路開(kāi)關(guān)，所述測(cè)試控制板設(shè)于所述溫箱內(nèi)，每個(gè)所述測(cè)試控制板上容置有多個(gè)待測(cè)試的晶體振蕩器，所述中央控制模塊包括計(jì)算機(jī)、頻標(biāo)、頻率計(jì)、以及溫度控制單元，所述頻率計(jì)分別與所述頻標(biāo)、所述計(jì)算機(jī)電連接且設(shè)有與所述待測(cè)試的晶體振蕩器連接的接口，所述計(jì)算機(jī)分別通過(guò)所述晶振選通模塊和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與所述待測(cè)試的晶體振蕩器電連接，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)所述溫度控制單元與所述溫箱電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)包括采樣_數(shù)據(jù)控制單元，所述采樣_數(shù)據(jù)控制單元通過(guò)自定的底層通信協(xié)議控制所述晶振選通模塊。
3. 如權(quán)利要求2所述的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述多路開(kāi)關(guān)為電子開(kāi)關(guān)，其組成為邏輯門芯片、驅(qū)動(dòng)芯片和繼電器。
4. 如權(quán)利要求1所述的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)傳輸單元，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元通過(guò)所述數(shù)據(jù)傳輸單元與所述晶體振蕩器電連接，所述數(shù)據(jù)傳輸單元采用I/O 口模擬通信時(shí)序單線傳輸。
5. 如權(quán)利要求4所述的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)傳輸單元采用雙絞線屏蔽。
6. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述溫度控制單元為單片機(jī)。
7. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于還包括用于與外部設(shè)備互聯(lián)的接口擴(kuò)展模塊。
8. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)和所述晶振選通模塊之間、所述計(jì)算機(jī)和所述頻率計(jì)以及所述計(jì)算機(jī)和所述數(shù)據(jù)傳輸模塊均采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和以太網(wǎng)通信口進(jìn)行通信。
9. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述頻標(biāo)為高精度原子頻標(biāo)或全球定位系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，包括電源、溫箱、數(shù)據(jù)傳輸模塊、多個(gè)晶振選通模塊、顯示模塊以及中央控制模塊，晶振選通模塊包括多個(gè)測(cè)試控制板以及多組解碼器和多路開(kāi)關(guān)，所述測(cè)試控制板設(shè)于所述溫箱內(nèi)，每個(gè)所述測(cè)試控制板上容置有多個(gè)待測(cè)試的晶體振蕩器，中央控制模塊包括計(jì)算機(jī)、頻標(biāo)、頻率計(jì)、以及溫度控制單元，頻率計(jì)分別與頻標(biāo)、計(jì)算機(jī)電連接且設(shè)有與帶測(cè)試的晶體振蕩器連接的接口，計(jì)算機(jī)分別通過(guò)晶振選通模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊與待測(cè)試的晶體振蕩器電連接，計(jì)算機(jī)通過(guò)溫度控制單元與溫箱電連接。本實(shí)用新型可對(duì)晶體振蕩器進(jìn)行規(guī)?；臏y(cè)試以及補(bǔ)償，效率極高。
文檔編號(hào)G01R31/01GK201535812SQ20092006062
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者劉朝勝 申請(qǐng)人:廣東大普通信技術(shù)有限公司