晶體振蕩器參數自動化測量儀的製作方法
2023-06-13 01:12:56 2
專利名稱：晶體振蕩器參數自動化測量儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動化測量儀，特別涉及晶體振蕩器生產中，準確地測量晶體振蕩器的各種參數的設備。
背景技術：
晶體振蕩器是一種頻率基準產品，是一種高精密的電子器件，廣泛使用於3G通信，軍事，高端儀器等對時間精準度要求非常高的場所。晶體振蕩器的生產難度較大，現國內晶體振蕩器80%以上依賴進口，這是因為晶體振蕩器的生產，超過90%以上都是對於產品參數的測量和調試，而晶體振蕩器批量化生產的難點，就在於自動化，批量化的參數測量測
試ο晶體振蕩器的重要參數約有30來項，很多項參數的測量，都需要對電壓，負載等外部環境進行修改，修改後需要等待穩定，而且需要對大量的測量數據進行計算，得到各個參數值，非常的耗費時間，也非常容易出錯，參數測量已經成為晶體振蕩器的生產中，影響產量的關鍵步驟。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供了一整套可以對晶體振蕩器進行參數測量、計算的設備。為了解決上述技術問題本發明採用以下技術方案
一種晶體振蕩器參數自動化測量儀，其特徵在於它包括測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數字示波器、數控電源及工控電腦，待測晶體振蕩器被插在測試插座上，連接待測晶體振蕩器輸出端的測試插座引腳與數字示波器輸入端的測試探頭相連，數字示波器用於顯示待測晶體振蕩器的波形及測量輸出功率；測試插座的電源引腳通過電源線與數字萬用表輸入端相連，數字萬用表輸出端通過電源線與數控電源輸入端相連，數字萬用表用於測量待測晶體振蕩器的電流值，數控電源的輸出端通過電源線與測試插座的電源引腳相連， 為被測量晶體振蕩器提供電源和壓控電壓，晶體振蕩器、數字萬用表、數控電源三者形成一個電流信號測試迴路；數字示波器的輸出端通過同軸電纜線與頻率測量儀輸入端相連，數字示波器輸出晶體振蕩器的頻率信號到頻率測量儀，頻率測量儀用於測量晶體振蕩器的頻率值；工控電腦通過GPIB線將測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數控電源、數字示波器串聯在一起，上述串聯在一起的每一個設備都有自己的地址，測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數控電源、數字示波器將測量的數據或設備狀態通過GPIB線傳輸到工控電腦，由控制軟體進行各個參數的計算，並導出各種參數報表，工控電腦根據設備地址發布命令並控制所有設備的開關及運行。所述測試插座焊接有負載電阻或負載電容，用於測量晶體振蕩器的負載特性參數。它還外接一個用於預熱待測量晶體振蕩器的預熱板，外接預熱板電源由外部電源直接提供。所述工控電腦的執行以下步驟加電後持續記錄晶體振蕩器的頻率、電流、功率等參數，並通過控制電壓、負載的變化，由控制軟體記錄參數並計算出啟動電流、穩定電流，頻率穩定度，負載特性，線性度，佔空比，電源特性等30餘項晶振參數，並把這些晶振參數與預先設置好的標準值進行比較，最終輸出比較結果。本發明與現有技術相比具有以下有益效果
本發明通過整套的自動化測量儀，集成了數控萬用表、數字式示波器、頻率測量儀的功能，通過工控電腦對晶體振蕩器啟動電流，穩定電流，頻率準確度，負載特性，輸出功率等30 多項晶振參數自動測量，提高了測量的準確度，大大縮短了測量時間，可以在短時間內進行批量測。
圖1為晶振參數測量儀的整體結構2為測量儀的信號傳輸示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明。如圖1所示，整套硬體包括了測量機櫃，外接預熱板，測試插座。測量機櫃是實際進行參數測量地方，其包括了安裝機架，數控萬用表(Agilent 34401A)，數字式示波器 (Agilent DS06032A),數控電源(Agilent E3649A)，頻率測量儀(Agilent 53131A)，工控電腦以及相應的連接線。待測晶體振蕩器被插在測試插座上，連接待測晶體振蕩器輸出端的測試插座引腳與數字示波器輸入端的測試探頭相連，OCXO的信號從測試探頭開始進入測試機櫃，數字示波器用於顯示待測晶體振蕩器的波形及測量輸出功率，由示波器來查看OCXO的波形是否正常，同時測量輸出功率等參數，數字示波器的信號反饋端把信號傳給頻率測量儀，由頻率測量儀來測量00(0的頻率。測試插座用於直接測量待測量的0CX0，測試插座焊接有負載電阻或負載電容，用於測量OCXO的負載特性等參數，
測試插座的電源引腳通過電源線與數字萬用表輸入端相連，數字萬用表輸出端通過電源線與數控電源輸入端相連，數字萬用表用於測量待測晶體振蕩器的電流值，數控電源的輸出端通過電源線與測試插座的電源引腳相連，數控電源有兩路輸出功能，一路給被測量 OCXO提供電源，另一路進行壓控控制，方便測量頻率變化線性度等參數，晶體振蕩器、數字萬用表、數控電源三者形成一個電流信號測試迴路。數字示波器的輸出端通過同軸電纜線與頻率測量儀輸入端相連，數字示波器輸出晶體振蕩器的頻率信號到頻率測量儀，頻率測量儀用於測量晶體振蕩器的頻率值。工控電腦通過GPIB線將測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數控電源、數字示波器串聯在一起，上述串聯在一起的每一個設備都有自己的地址，測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數控電源、數字示波器將測量的數據或設備狀態通過GPIB線傳輸到工控電腦， 由控制軟體進行各個參數的計算，並導出各種參數報表，工控電腦根據設備地址發布命令並控制所有設備的開關及運行。由於所有的測試設備均使用GPIB協議控制，而GPIB允許設備有自己的地址碼，使命令可以使用地址碼區別，因此所有的設備從工控電腦開始，使用串聯的GPIB線把所有的設備連接在一起。測量儀外接一個用於預熱待測量晶體振蕩器的預熱板，外接預熱板電源由外部電源直接提供，不與測試機櫃中的數控電源相關。由於OCXO的從加電到穩定需要大概3分鐘以上的時間，在批量測試時等待穩定是一個非常長的時間，而預熱板則可以把00(0預先加電，使其先行穩定，在需要被測量時，再拿來插上測試座上，加快測量速度，節省大量時間。所有的硬體設備由安裝在工控電腦中的軟體控制系統所控制，控制系統軟體主要提供了常見的溫度無關性的參數的測量和測試，包括啟動電流，穩定電流，頻率準確度，負載特性，輸出功率等30多項晶振參數的測量和測試，同時也能對除開OCXO外的其他晶振 (如TCX0)進行某些參數的測量測試。軟體控制系統控制著測試的步驟，設備的測試模式， 電壓變化等情況，再根據配置，進行參數測量和計算，最終把結果以報表形式給出。下面以具體的操作來說明測量儀，以測量OCXO的啟動電流，穩定電流和頻率準確度為例。首先打開所有設備的電源，再打開軟體，在軟體中配置「機種」，即測試的指標情況，如果已經存在合適的「機種」，則不需要再配置，直接選擇即可。把待測試的00(0插到測試插座上，點擊軟體上的「開始測試」，輸入OCXO的編號後，軟體開始測量。軟體控制數控電源給OCXO加上電，開始測量電流，軟體界面上顯示電流變化情況，同時記錄頻率變化情況。一定時間後(根據是否有預熱，時間有所不一樣)，軟體檢測到頻率已經趨於穩定，達到設定的指標時，OCXO已經穩定，持續記錄晶體振蕩器的頻率、電流、功率等參數，並通過控制電壓、負載的變化，由控制軟體記錄參數並計算出啟動電流、穩定電流，頻率穩定度，負載特性，線性度，佔空比，電源特性等30餘項晶振參數，並把這些晶振參數與預先設置好的標準值進行比較，最終輸出比較結果，看是否合格，並給出合格與否的提示。對於每一項參數測量生成單獨的測量模塊，單獨的測量模塊中定義測量測量時的測試條件，測試條件包括啟動條件，完成條件，需要測量的數據，測量的步驟，以及對於測量數據的分析等必要因素。單獨封裝後測量方法形成一個個單獨模塊，對於不同的的測試要求，只需要在測試條件中，根據要求加入不同的加載模塊即可，實現了對晶振參數的自由測量，自由搭配，而不需要重新編寫測試方法。把每一個上述的測量模塊定義權值，測量時根據權值大小排布，把權值小的先進行測量，權值大的後測量，可以把各參數測量時，互相間的幹擾和影響降低到最低，同時可以充分利用各測量步驟的準備步驟，大大減少測量用時。以測量啟動電流，壓控和穩定電流這三個參數為例，在啟動電流模塊中定義需要測量電流值，測量完成的條件為電流開始變小或者測量時間大於某一值；在壓控模塊中定義要測量的是頻率值，測量時需要改變電壓值，電壓改變後穩定一定時間後測量頻率值；在穩定電流模塊中，定義需要測量的參數是電流值和頻率值，測量完成的條件是頻率變化小於設定值。測量時，啟動電流的權值最小，排在第一個測試，穩定電流其次，第二個測量，壓控的權值在三個中最大，所以最後測量。由於00(0在啟動時電流不穩定，此時測量的電流的最大值為啟動電流，測量需要時間約為一分鐘左右；而穩定電流是晶振穩定後的電流，如果單獨測量的話，也需要經過一分鐘左右的啟動，由於啟動電流排在前面測量，測量穩定電流時，剛好利用了啟動電流的啟動時間；最後測量的壓控，需要在頻率穩定後才能測量，如果單獨測量，則同樣需要一個啟動，穩定的過程，現在放在一直測量，則可以借用前兩個測量的前置步驟。三個參數如果分別單獨測量的話，啟動電流1分鐘左右，穩定電流3分鐘，壓控4分鐘左右，加起來需要8分鐘左右，而使用權值排序後測量的話，一共只需要4分鐘左右。一般參數測量七到十項參數的話，則新方法測量一共只有單獨測量的1/5時間而已，大大提高效率。
權利要求
1.一種晶體振蕩器參數自動化測量儀，其特徵在於它包括測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數字示波器、數控電源及工控電腦，待測晶體振蕩器被插在測試插座上，連接待測晶體振蕩器輸出端的測試插座引腳與數字示波器輸入端的測試探頭相連，數字示波器用於顯示待測晶體振蕩器的波形及測量輸出功率；測試插座的電源引腳通過電源線與數字萬用表輸入端相連，數字萬用表輸出端通過電源線與數控電源輸入端相連，數字萬用表用於測量待測晶體振蕩器的電流值，數控電源的輸出端通過電源線與測試插座的電源引腳相連，為被測量晶體振蕩器提供電源和壓控電壓，晶體振蕩器、數字萬用表、數控電源三者形成一個電流信號測試迴路；數字示波器的輸出端通過同軸電纜線與頻率測量儀輸入端相連，數字示波器輸出晶體振蕩器的頻率信號到頻率測量儀，頻率測量儀用於測量晶體振蕩器的頻率值；工控電腦通過GPIB線將測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數控電源、數字示波器串聯在一起，上述串聯在一起的每一個設備都有自己的地址，測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數控電源、數字示波器將測量的數據或設備狀態通過GPIB線傳輸到工控電腦，由控制軟體進行各個參數的計算，並導出各種參數報表，工控電腦根據設備地址發布命令並控制所有設備的開關及運行。
2.如權利要求1所述的晶體振蕩器參數自動化測量儀，其特徵在於測試插座焊接有負載電阻或負載電容，用於測量晶體振蕩器的負載特性參數。
3.如權利要求1或2所述的晶體振蕩器參數自動化測量儀，其特徵在於它還外接一個用於預熱待測量晶體振蕩器的預熱板，外接預熱板電源由外部電源直接提供。
4.如權利要求1或2所述的晶體振蕩器參數自動化測量儀，其特徵在於所述工控電腦執行以下步驟首先對於每一項參數測量生成單獨的測量模塊，單獨的測量模塊中定義測量時的測試條件，對於不同的的測試要求，在測試條件中根據需求加入不同的加載模塊，然後把每一個上述的測量模塊定義權值，測量時根據權值大小排布，權值小的先進行測量，權值大的後測量。
5.如權利要求1或2所述的晶體振蕩器參數自動化測量儀，其特徵在於所述工控電腦執行以下步驟加電後持續記錄晶體振蕩器的頻率、電流、功率等參數，並通過控制電壓、負載的變化，由控制軟體記錄參數並計算出啟動電流、穩定電流，頻率穩定度，負載特性，線性度，佔空比，電源特性等30餘項晶振參數，並把這些晶振參數與預先設置好的標準值進行比較，最終輸出比較結果。
全文摘要
本發明涉及一種晶體振蕩器參數自動化測量儀，其特徵在於包括測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數字示波器、數控電源及工控電腦，連接待測晶體振蕩器輸出端的測試插座引腳與數字示波器輸入端的測試探頭相連，測試插座的電源引腳通過電源線與數字萬用表輸入端相連，數字萬用表輸出端通過電源線與數控電源輸入端相連，數控電源的輸出端通過電源線與測試插座的電源引腳相連，數字示波器的輸出端通過同軸電纜線與頻率測量儀輸入端相連，數字示波器輸出晶體振蕩器的頻率信號到頻率測量儀；工控電腦通過GPIB線將測試插座、數字萬用表、頻率測量儀、數控電源、數字示波器串聯在一起。本發明集成了數控萬用表、數字式示波器、頻率測量儀的功能，提高了測量的準確度，大大縮短了測量時間。
文檔編號G01R31/28GK102565676SQ20121001203
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者李曉佳, 林麗君, 林正其 申請人:平湖市電子有限公司