專利名稱：在石英晶振測試系統(tǒng)中同時測量不同類型被測件的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于測量技術領域，涉及石英晶振測試系統(tǒng)實現(xiàn)普通與高穩(wěn)晶振同時測量方法，可用于石英晶體振蕩器的計量檢定、校準、測量、測試、檢驗和生產(chǎn)。
背景技術：
石英晶體振蕩器按國家檢定規(guī)程所對應的檢定對象分為兩大類普通晶振及高穩(wěn)晶振。普通晶振對應的檢定規(guī)程為《JJG180-2002電子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器檢定規(guī)程》，測量的主要參數(shù)有開機特性、日頻率波動、I秒頻率穩(wěn)定度、頻率復現(xiàn)性、頻率準確度。測量時間最少為3天；高穩(wěn)晶振對應的檢定規(guī)程為《JJG181-2005石英晶體頻率標準檢定規(guī)程》，測量的主要參數(shù)有短期頻率穩(wěn)定度(lms、10ms、100ms、Is、10s)、日老化率、頻率準確度。測量時間最少為8天。 目前國內(nèi)的石英晶體振蕩器測試系統(tǒng)主要有兩類。一類是通過控制器及切換開關將測試數(shù)據(jù)打印出來，再輸入到計算機的相應程序中進行數(shù)據(jù)處理，得到測量結果。此類系統(tǒng)不能做到數(shù)據(jù)的自動處理、被測件的自動加電及斷電。典型的設備是中國電子科技集團公司第二十研究所自行研制的“多路自動控制器”;另一類是通過計算機或其他高速處理器控制控制器及切換開關獲得測試數(shù)據(jù)，將測試數(shù)據(jù)存儲在存儲器中并進行數(shù)據(jù)處理得到測量結果。典型的設備是石家莊無線電四廠或西安宏泰時頻生產(chǎn)的“石英晶體振蕩器自動測試系統(tǒng)”。此類系統(tǒng)只能做到同時測量同一類型晶振或為不同類型被測晶振同時選擇相同的測量參數(shù)。如果需要同時測量不同類型晶振或為不同類型被測晶振同時選擇不同的測量參數(shù)，只好等到前一批測量完成，分批進行測量。既費時又有可能閑置可用的測量通道，測量效率極低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種在石英晶振測試系統(tǒng)中同時測量不同類型被測件的方法，以提高測量效率。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案，包括如下步驟(I)石英晶振測試系統(tǒng)開始測量前，根據(jù)系統(tǒng)提示內(nèi)容輸入將要測量的不同類型被測件的相關信息，提示內(nèi)容包括送測單位、被測件名稱、被測件型號、被測件編號、被測件生產(chǎn)商、被測件的頻率標稱值、被測件的測量依據(jù)、被測件預熱時間；(2)將不同類型被測件輸出頻率的原始數(shù)據(jù)測量的時間間隔設置為I小時，石英晶振測試系統(tǒng)開始測量后，按每隔I小時的時間間隔測量不同類型被測件的相對平均頻率偏差;(3)對于普通晶振被測件，依據(jù)《JJG180-2002電子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器檢定規(guī)程》，測量普通晶振被測件的性能(3a)普通晶振被測件在加電I小時后，將測量相對平均頻率偏差的取樣時間選為10s，每隔I小時測量I組，每組連續(xù)測得3個相對平均頻率偏差，取3個相對平均頻率偏差的平均值作為每組的測量結果，共測25組，得到25個測量數(shù)據(jù)；將測量數(shù)據(jù)代入到所述JJG180-2002檢定規(guī)程的相應公式中，計算出普通晶振被測件的開機特性及日頻率波動，并根據(jù)日頻率波動測量結果給出普通晶振被測件的頻率準確度，該頻率準確度比日頻率波動低一個數(shù)量級；(3b) 25個測量數(shù)據(jù)測量完成后，將普通晶振被測件斷電，同時取25個測量數(shù)據(jù)中的第25個測量數(shù)據(jù)作為第一次測量結果，再對普通晶振被測件持續(xù)斷電24小時；斷電24小時后，給普通晶振被測件再次加電，加電I小時后，將測量相對平均頻率偏差的取樣時間選為10s，連續(xù)測得3個相對平均頻率偏差，取3個相對平均頻率偏差的平均值作為第二次測量結果；將兩次測量結果數(shù)據(jù)代入到所述JJG180-2002檢定規(guī)程的相應公式中，計算出普通晶振被測件的頻率復現(xiàn)性；(3c)在普通晶振被測件再次加電到2小時時，先測量其它測量通道上的被測件的相對平均頻率偏差，然后將測量普通晶振被測件的相對平均頻率偏差的取樣時間選 為ls，并連續(xù)測得101個相對平均頻率偏差，再將101個相對平均頻率偏差代入到所述JJG180-2002檢定規(guī)程的相應公式中，計算出普通晶振被測件的Is頻率穩(wěn)定度；(4)對于高穩(wěn)晶振被測件，依據(jù)《JJG181-2005石英晶體頻率標準檢定規(guī)程》，測量聞穩(wěn)晶振被測件的性能(4a)高穩(wěn)晶振被測件在加電I小時后，將測量相對平均頻率偏差的取樣時間選為IOs,每隔I小時測量I組，每組連續(xù)測得3個相對平均頻率偏差，取3個相對平均頻率偏差的平均值作為每組的測量結果，共測T+168組，得到T+168個測量數(shù)據(jù)Ci,其相對應的測量時刻為i小時，i取I到T+168，T為高穩(wěn)晶振被測件日老化率測量的預熱時間數(shù)值，單位為小時；(4b)從測量數(shù)據(jù)Ci中提取有效測量數(shù)據(jù)Bj, j取I到15，T小時及其后每隔12小時的15個測量數(shù)據(jù)為有效測量數(shù)據(jù)=Bj = C[T+(j_1)xl2]，其相對應的測量時刻屮=T+(j-l) X12 ；(4c)根據(jù)有效測量數(shù)據(jù)Bj對應的測量時刻與測量數(shù)據(jù)Ci對應的測量時刻存在T+(j-l) X12 = i的關系，得到T+(j-1) X 12 = i XI，其中“ X 12”代表高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的測量時間間隔為12小時，“ X I”代表高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的測量時間間隔為I小時，使高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的測量時間間隔由12小時縮短到I小時；(4d)將有效測量數(shù)據(jù)及其相對應的測量時刻代入到所述JJG181-2005檢定規(guī)程的相應公式中，計算出高穩(wěn)晶振被測件的擬合直線斜率、相關系數(shù)、殘差均方根、日老化率及頻率準確度；(4e)在高穩(wěn)晶振被測件加電到T+169小時時，先測量其它測量通道上的被測件的相對平均頻率偏差，然后將測量高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的取樣時間分別選擇為lms、10ms、100ms、Is及10s，并連續(xù)測得5組相對平均頻率偏差，其中前4組分別連續(xù)測得101個相對平均頻率偏差，第5組連續(xù)測得51個相對平均頻率偏差，再將5組測量數(shù)據(jù)分別代入到所述JJG181-2005檢定規(guī)程的相應公式中，計算出高穩(wěn)晶振被測件的lmsUOms、IOOmsUs及IOs的短期頻率穩(wěn)定度；所述步驟(2)、(3)及(4)中的相對平均頻率偏差測量，是先通過測量儀器測量在取樣時間τ內(nèi)的不同類型被測件的頻率實際值的平均值fx;然后，代入到公式y(tǒng)(T)=(fx-f0)/f0中，計算出不同類型被測件的相對平均頻率偏差y( τ )，式中A為不同類型被測件的頻率標稱值；所述測量儀器是指頻率計、計數(shù)器、比相儀、時間間隔測量儀、頻標比對器、頻差倍增器和雙混頻時差測量儀中的任何一種。本發(fā)明與原有技術相比具有如下優(yōu)點I.本發(fā)明由于在石英晶振測試系統(tǒng)開始測量后，按每隔I小時的時間間隔測量不同類型被測件的相對平均頻率偏差，對于普通晶振被測件而言，所有的測量數(shù)據(jù)均為有效數(shù)據(jù)，對于高穩(wěn)晶振被測件而言，通過對高穩(wěn)晶振被測件的測量數(shù)據(jù)提取有效測量數(shù)據(jù)的方式同樣也可獲得所需測量數(shù)據(jù)，故可實現(xiàn)在石英晶振測試系統(tǒng)中同時測量普通晶振及高穩(wěn)晶振被測件。2.本發(fā)明由于實現(xiàn)了普通晶振被測件與高穩(wěn)晶振被測件的同時測量，對不同類型被測件而言，不必分批進行測量，縮短了測量周期，提高了測量效率。


圖I是本發(fā)明在石英晶振測試系統(tǒng)中同時測量不同類型被測件的流程圖。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明在石英晶振測試系統(tǒng)中同時測量不同類型被測件的方法，包括如下步驟步驟一定義兩種測量標識。為了實現(xiàn)在石英晶振測試系統(tǒng)中同時測量不同類型被測件的功能，本發(fā)明首先要定義兩種測量標識，一種為“測量通道狀態(tài)標識”，另一種為“被測件測量依據(jù)標識”。其中“測量通道狀態(tài)標識”共有三個狀態(tài)一是用數(shù)字“O”表示測量通道未加入被測件，二是用數(shù)字“ I ”表示測量通道已加入被測件，且被測件未加電工作，三是用數(shù)字“2”表示測量通道已加入被測件，且被測件已加電工作；“被測件測量依據(jù)標識”共有兩個狀態(tài)，一是用數(shù)字“3”表示普通晶振被測件依據(jù)《JJG180-2002電子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器檢定規(guī)程》測量其性能，二是用數(shù)字“4”表示高穩(wěn)晶振被測件依據(jù)《JJG181-2005石英晶體頻率標準檢定規(guī)程》測量其性能。步驟二 根據(jù)系統(tǒng)提示內(nèi)容輸入將要測量的不同類型被測件的相關信息。2a)目前的測試系統(tǒng)，大多數(shù)都采用數(shù)據(jù)庫來存儲被測件信息、測量數(shù)據(jù)、測量通道狀態(tài)標識、被測件測量依據(jù)標識及測量結果；2b)石英晶振測試系統(tǒng)開始測量前，根據(jù)系統(tǒng)提示內(nèi)容輸入將要測量的不同類型被測件的相關信息，提示內(nèi)容包括送測單位、被測件名稱、被測件型號、被測件編號、被測件生產(chǎn)商、被測件的頻率標稱值、被測件的測量依據(jù)、被測件預熱時間；2c)將不同類型被測件的相應測量通道的“測量通道狀態(tài)標識”由“O”改為“1”，“O”表示測量通道未加入被測件，“ I ”表示測量通道已加入被測件，且被測件未加電工作；2d)當輸入的被測件的測量是依據(jù)《JJG180-2002電子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器檢定規(guī)程》時，則將“被測件測量依據(jù)標識”置為“3” ；當輸入的被測件的測量是依據(jù)《JJG181-2005石英晶體頻率標準檢定規(guī)程》時，則將“被測件測量依據(jù)標識”置為“4”。
步驟三按每隔I小時的時間間隔測量不同類型被測件的相對平均頻率偏差。3a)將不同類型被測件輸出頻率的原始數(shù)據(jù)測量的時間間隔設置為I小時，石英晶振測試系統(tǒng)開始測量后，按每隔I小時的時間間隔測量不同類型被測件的相對平均頻率偏差，即先通過測量儀器測量在取樣時間τ內(nèi)的不同類型被測件的頻率實際值的平均值fx;然后，將該頻率實際值的平均值fx代入到公式y(tǒng)(0 = (&-&)/%中，計算出不同類型被測件的相對平均頻率偏差y( τ )，式中&為不同類型被測件的頻率標稱值；所述測量儀器是指頻率計、計數(shù)器、比相儀、時間間隔測量儀、頻標比對器、頻差倍增器和雙混頻時差測量儀中的任何一種；3b)將不同類型被測件的相應測量通道的“測量通道狀態(tài)標識”由“I”改為“2”，“ 2 ”表示測量通道已加入被測件，且被測件已加電工作。步驟四根據(jù)被測件測量依據(jù)標識測量被測件的性能。4a)對于“被測件測量依據(jù)標識”為“3”的普通晶振被測件，依據(jù)《JJG180-2002電 子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器檢定規(guī)程》，則按如下步驟測量其性能參數(shù)4al)測量普通晶振被測件的開機特性、日頻率波動及頻率準確度普通晶振被測件在加電I小時后,將測量相對平均頻率偏差的取樣時間選為10s，每隔I小時測量I組，每組連續(xù)測得3個相對平均頻率偏差，取3個相對平均頻率偏差的平均值作為每組的測量結果，共測25組，得到25個測量數(shù)據(jù)；用前8個測量數(shù)據(jù)中的最大值減去最小值，即可得到普通晶振被測件的開機特性；用25個測量數(shù)據(jù)中的最大值減去最小值，即可得到普通晶振被測件的日頻率波動；根據(jù)日頻率波動測量結果給出普通晶振被測件的頻率準確度，該頻率準確度比日頻率波動低一個數(shù)量級；4a2)測量普通晶振被測件的頻率復現(xiàn)性在25個測量數(shù)據(jù)測量完成后，將普通晶振被測件斷電，同時取25個測量數(shù)據(jù)中的第25個測量數(shù)據(jù)作為第一次測量結果，再對普通晶振被測件持續(xù)斷電24小時；斷電24小時后，給普通晶振被測件再次加電，加電I小時后，將測量相對平均頻率偏差的取樣時間選為10s，連續(xù)測得3個相對平均頻率偏差，取3個相對平均頻率偏差的平均值作為第二次測量結果；兩次測量結果的差值的絕對值即為普通晶振被測件的頻率復現(xiàn)性；4a3)測量普通晶振被測件的Is頻率穩(wěn)定度在普通晶振被測件再次加電到2小時時，先測量其它測量通道上的被測件的相對平均頻率偏差，然后將測量普通晶振被測件的相對平均頻率偏差的取樣時間選為ls，并連續(xù)測得101個相對平均頻率偏差yi ( τ )，i取I到101，再計算普通晶振被測件的Is頻率穩(wěn)定度。y(0 :
η~
_4] σγ(τ) =兄(Γ))式中yi ( τ )，yi+1 ( τ )分別為第i和第i + 1次測得的相對平均頻率偏差；4a4)普通晶振被測件的Is頻率穩(wěn)定度測量完成后，將其再次斷電，普通晶振被測件的性能測量完成，并將相應測量通道的“測量通道狀態(tài)標識”由“2”改為“O”，“2”表示測量通道已加入被測件，且被測件已加電工作，“O”表示測量通道未加入被測件。4b)對于“被測件測量依據(jù)標識”為“4”的高穩(wěn)晶振被測件，依據(jù)《JJG181-2005石英晶體頻率標準檢定規(guī)程》，按如下步驟測量其性能參數(shù)
4bl)獲取高穩(wěn)晶振被測件的測量數(shù)據(jù)Ci 高穩(wěn)晶振被測件在加電I小時后，將測量相對平均頻率偏差的取樣時間選為10s，每隔I小時測量I組，每組連續(xù)測得3個相對平均頻率偏差，取3個相對平均頻率偏差的平均值作為每組的測量結果，共測T+168組，得到T+168個 測量數(shù)據(jù)Ci,其相對應的測量時刻為i小時，i取I到T+168，T為高穩(wěn)晶振被測件日老化率測量的預熱時間數(shù)值，單位為小時；4b2)從高穩(wěn)晶振被測件的測量數(shù)據(jù)Ci中提取有效測量數(shù)據(jù)Bj, j取I到15，T小時及其后每隔12小時的15個測量數(shù)據(jù)為有效測量數(shù)據(jù)& = ([τ+ _1)χ12]，其相對應的測量時刻= T+(j j-1) X 12 ;根據(jù)有效測量數(shù)據(jù)h對應的測量時刻與測量數(shù)據(jù)Ci對應的測量時刻存在T+(j-l)X12 = i的關系，得到T+(j-l)X12 = 1父1，其中“父12”代表高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的測量時間間隔為12小時，“ X I”代表高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的測量時間間隔為I小時，使高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的測量時間間隔由12小時縮短到I小時；4b3)計算高穩(wěn)晶振被測件的擬合直線斜車6相關系數(shù)r、殘差均方根o D、日老化率K及頻率準確度A 將有效測量數(shù)據(jù)Bj相對應的測量時刻tj的量值由小時轉化為日，并計算有效測量數(shù)據(jù)B」的算術平均值f及相對應的測量時刻的算術平均值乙
權利要求
1.一種在石英晶振測試系統(tǒng)中同時測量不同類型被測件的方法，包括如下步驟 (1)石英晶振測試系統(tǒng)開始測量前，根據(jù)系統(tǒng)提示內(nèi)容輸入將要測量的不同類型被測件的相關信息，提示內(nèi)容包括送測單位、被測件名稱、被測件型號、被測件編號、被測件生產(chǎn)商、被測件的頻率標稱值、被測件的測量依據(jù)、被測件預熱時間； (2)將不同類型被測件輸出頻率的原始數(shù)據(jù)測量的時間間隔設置為I小時，石英晶振測試系統(tǒng)開始測量后，按每隔I小時的時間間隔測量不同類型被測件的相對平均頻率偏差; (3)對于普通晶振被測件，依據(jù)《JJG180-2002電子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器檢定規(guī)程》，測量普通晶振被測件的性能 (3a)普通晶振被測件在加電I小時后，將測量相對平均頻率偏差的取樣時間選為10s，每隔I小時測量I組，每組連續(xù)測得3個相對平均頻率偏差，取3個相對平均頻率偏差的平均值作為每組的測量結果，共測25組，得到25個測量數(shù)據(jù)；將測量數(shù)據(jù)代入到所述JJG180-2002檢定規(guī)程的相應公式中，計算出普通晶振被測件的開機特性及日頻率波動，并根據(jù)日頻率波動測量結果給出普通晶振被測件的頻率準確度，該頻率準確度比日頻率波動低一個數(shù)量級； (3b) 25個測量數(shù)據(jù)測量完成后，將普通晶振被測件斷電，同時取25個測量數(shù)據(jù)中的第25個測量數(shù)據(jù)作為第一次測量結果，再對普通晶振被測件持續(xù)斷電24小時；斷電24小時后，給普通晶振被測件再次加電，加電I小時后，將測量相對平均頻率偏差的取樣時間選為10s，連續(xù)測得3個相對平均頻率偏差，取3個相對平均頻率偏差的平均值作為第二次測量結果；將兩次測量結果數(shù)據(jù)代入到所述JJG180-2002檢定規(guī)程的相應公式中，計算出普通晶振被測件的頻率復現(xiàn)性； (3c)在普通晶振被測件再次加電到2小時時，先測量其它測量通道上的被測件的相對平均頻率偏差，然后將測量普通晶振被測件的相對平均頻率偏差的取樣時間選為ls，并連續(xù)測得101個相對平均頻率偏差，再將101個相對平均頻率偏差代入到所述JJG180-2002檢定規(guī)程的相應公式中，計算出普通晶振被測件的Is頻率穩(wěn)定度； (4)對于高穩(wěn)晶振被測件,依據(jù)《JJG181-2005石英晶體頻率標準檢定規(guī)程》，測量高穩(wěn)晶振被測件的性能 (4a)高穩(wěn)晶振被測件在加電I小時后，將測量相對平均頻率偏差的取樣時間選為10s，每隔I小時測量I組，每組連續(xù)測得3個相對平均頻率偏差，取3個相對平均頻率偏差的平均值作為每組的測量結果，共測T+168組，得到T+168個測量數(shù)據(jù)Ci,其相對應的測量時刻為i小時，i取I到T+168，T為高穩(wěn)晶振被測件日老化率測量的預熱時間數(shù)值，單位為小時； (4b)從測量數(shù)據(jù)Ci中提取有效測量數(shù)據(jù)Bj, j取I到15，T小時及其后每隔12小時的15個測量數(shù)據(jù)為有效測量數(shù)據(jù)％ = C[T+U_1)X12]，其相對應的測量時刻士 = T+(jj-l) X12 ； (4c)根據(jù)有效測量數(shù)據(jù)h對應的測量時刻與測量數(shù)據(jù)Ci對應的測量時刻存在T+(j-l) X12 = i的關系，得到T+(j-l) X12 = iX 1，其中“ X 12”代表高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的測量時間間隔為12小時，“ X I”代表高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的測量時間間隔為I小時，使高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的測量時間間隔由12小時縮短到I小時；(4d)將有效測量數(shù)據(jù)及其相對應的測量時刻代入到所述JJG181-2005檢定規(guī)程的相應公式中，計算出高穩(wěn)晶振被測件的擬合直線斜率、相關系數(shù)、殘差均方根、日老化率及頻率準確度； (4e)在高穩(wěn)晶振被測件加電到T+169小時時，先測量其它測量通道上的被測件的相對平均頻率偏差，然后將測量高穩(wěn)晶振被測件的相對平均頻率偏差的取樣時間分別選擇為lms、10ms、100ms、Is及10s，并連續(xù)測得5組相對平均頻率偏差，其中前4組分別連續(xù)測得101個相對平均頻率偏差，第5組連續(xù)測得51個相對平均頻率偏差，再將5組測量數(shù)據(jù)分別代入到所述JJG181-2005檢定規(guī)程的相應公式中，計算出高穩(wěn)晶振被測件的lmsUOms、IOOmsUs及IOs的短期頻率穩(wěn)定度；
2.根據(jù)權利要求I所述的在石英晶振測試系統(tǒng)中同時測量不同類型被測件的方法，所述步驟(2)、(3)及(4)中的相對平均頻率偏差測量，是先通過測量儀器測量在取樣時間τ內(nèi)的不同類型被測件的頻率實際值的平均值fx;然后，代入到公式y(tǒng)(T) = (&-&)/%中，計算出不同類型被測件的相對平均頻率偏差y( τ )，式中&為不同類型被測件的頻率標稱值； 所述測量儀器是指頻率計、計數(shù)器、比相儀、時間間隔測量儀、頻標比對器、頻差倍增器和雙混頻時差測量儀中的任何一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在石英晶振測試系統(tǒng)中同時測量不同類型被測件的方法，主要解決現(xiàn)有系統(tǒng)不能同時測量普通及高穩(wěn)晶振被測件的問題。其實現(xiàn)步驟是①在石英晶振測試系統(tǒng)測量前，根據(jù)提示輸入不同類型被測件信息；②在石英晶振測試系統(tǒng)測量后，按每隔1小時時間間隔測量不同類型被測件的相對平均頻率偏差；③依據(jù)JJG180-2002檢定規(guī)程測量普通晶振被測件的性能，所有測量數(shù)據(jù)均為有效數(shù)據(jù)；④依據(jù)JJG181-2005檢定規(guī)程測量高穩(wěn)晶振被測件的性能，提取高穩(wěn)晶振被測件測量數(shù)據(jù)的有效測量數(shù)據(jù)，獲得所需要的有用的測量數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有測量效率高和節(jié)省測量設備的優(yōu)點，可用于對普通及高穩(wěn)晶振被測件的同時測量。
文檔編號G01R31/00GK102914711SQ20121038841
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權日2012年10月12日
發(fā)明者黃河 申請人:中國電子科技集團公司第二十研究所