恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析系統及方法
2023-05-26 12:23:06
專利名稱：恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析系統及方法
技術領域：
本發明涉及恆溫晶體振蕩器(後簡稱0CX0)生產測試過程中，對OCXO的電流特性進行測試、分析的系統及方法。
背景技術：
在OCXO生產中，80%以上的時間是對產品進行測試。在產品測試性能指標中，有一個重要的技術指標是測試OCXO的電流值，其值分為兩項，一為產品啟動時的最大電流，另一個為產品達到穩定時的穩定電流。在傳統生產中，電流指標一般由人工完成，測試過程為，產品接通電流表，人工查看電流變化，找到電流的最值，然後等待產品工作狀態穩定，讀取穩定電流值。由於啟動時電流變化速度較快，需要工人一直觀察，導致能同時查看的產品數有限，一般一個熟練工人最多能同時觀察3個產品的電流值，一般一個產品的測量時間為3到5分鐘。如果要同時記錄多個產品，還需要配備同樣多的電流表，增加生產成本。對於記錄的數據，由人工記錄， 數據量大，後期難以管理數據。同時，對於這些數據，只能看到啟動及穩定電流，而無法重現產品的真實電流變化情況。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種自動化的恆溫晶體振蕩器電流測試系統及方法，減少測試時的人力使用，減少數據的人為誤差。為了解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案
一種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析系統，其特徵在於該系統包括
1)多通道振蕩器測試板與被測試晶體振蕩器連接，用於加載被測試晶體振蕩器；
2)程控電流表與多通道切換裝置相連，測量對應通道的晶體振蕩器的電流值；
3)多通道切換裝置與多通道振蕩器測試板、程控電流表、計算機控制系統連接，每一個通道與多通道振蕩器測試板上的一個被測試晶體振蕩器對應，用於接受計算機控制系統的命令，自動打開或關閉指定通道；使與指定通道對應的多通道振蕩器測試板上的被測試晶體振蕩器處於通電或斷電狀態；
4)計算機控制系統通過通訊接口與多通道切換裝置連接，負責控制每一個通道的切換；通過GPIB線與程控電流表連接，負責從程控電流表讀取被測試晶體振蕩器的電流值， 並實時生成被測試晶體振蕩器的電流與時間曲線。所述通道切換裝置包括MCU、解碼器、測試通道開關、預熱通道開關、指示燈和蜂鳴器，所述MCU分別與預熱通道開關、指示燈和蜂鳴器連接，所述MCU通過RS232通訊接口與計算機控制系統連接，計算機控制系統通過25針並口與解碼器連接，解碼器與測試通道開關連接，測試通道開關、預熱通道開關與多通道振蕩器測試板連接，預熱通道開關用於控制晶體振蕩器提前預熱；測試通道開關用於打開或關閉通道，指示燈用於指示晶體振蕩器當前加熱或測試狀態，解碼器用於接受計算機控制系統通過並口線傳送的指令，指定測試通道，MCU用於控制預熱通道 的開關、指示燈亮滅、內部晶片的控制及蜂鳴器的鳴叫。—種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析方法，其特徵在於將恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析程序存入計算機控制系統的程序存貯器中，啟動計算機控制系統執行下列步驟
1)設置本次電流測試分析的測試標準；
2)往一多通道振蕩器測試板添加晶體振蕩器；
3)檢測是否有晶體振蕩器電流異常，如果有異常，把異常位置標識出來，在全部晶體振蕩器檢查完畢後，停止測試，等待用戶排除異常；
4)重複步驟3)直到全部晶體振蕩器檢測沒有導常後，開始正式測試；
5)計算機控制一多通道切換裝置打開指定通道，使晶體振蕩器測試板與指定通道對應的晶體振蕩器處於通電狀態，首先使第一個晶體振蕩器加電並通過程控電流表不斷記錄測試數據，同時檢查晶體振蕩器是否出現異常；如果發現晶體振蕩器測試過程中發生異常，則在標記晶體振蕩器異常，跳過該晶體振蕩器，直接測試下一晶體振蕩器；如果晶體振蕩器正常，則測試晶體振蕩器的啟動電流；
6)測試完第一個晶體振蕩器後，使第一個晶體振蕩器進入加電穩定狀態，同時電流表切換到測試第二個晶體振蕩器，重複步驟5)直到測試完最後一個晶體振蕩器的啟動電流；
7)測量所有晶體振蕩器的穩定電流。其中步驟5)還包括預熱下一個待測晶體振蕩器的步驟晶體振蕩器測試啟動電流過程中，在沒有得到啟動電流前預熱下一個待測晶體振蕩器同時繼續測試第一個測試晶體振蕩器的啟動電流。其中步驟2)進一步包括以下步驟往一多通道振蕩器測試板上添加晶體振蕩器時，要記錄晶體振蕩器的位置號與晶體振蕩器編號的關係，隨後將該關係添加到資料庫中， 以方便進行管理和識別。其中步驟3)進一步包括以下步驟晶體振蕩器全部添加完成後，計算機控制一多通道切換裝置打開與多通道振蕩器測試板上的被測試晶體振蕩器對應的通道，使晶體振蕩器逐個通電，並通過一程控電流表讀取晶體振蕩器電流，計算機將程控電流表讀取的晶體振蕩器電流與測試標準的電流範圍比較，檢查是否有電流異常或晶體振蕩器沒有插好導致斷路，若晶體振蕩器電流不在測試標準規定的電流範圍內，則表明晶體振蕩器異常。本發明與現有技術相比具有以下有益效果減少測試時的人力使用，減少數據的人為誤差。提高OCXO的電流測試效率，只使用一臺電流測試儀器，達到多臺測試儀器的速度，減少設備投入。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明 圖1是本發明的總體結構框圖2是本發明多通道切換裝置的結構框圖3是本發明的電流測試方法流程圖4是本發明被測試晶體振蕩器的電流與時間曲線圖。
具體實施例方式參照圖1，一種恆溫晶體振蕩器電流測試系統包括多通道振蕩器測試板、程控電流表、多通道切換裝置、計算機控制系統。多通道振蕩器測試板，與被測試晶體振蕩器連接，用於加載被測試晶體振蕩器，由測試人員把待測試晶體振蕩器插上晶體振蕩器測試板。程控電流表與多通道切換裝置相連，測量對應通道的晶體振蕩器的電流值。電流表是HP3478命令集兼容即可。多通道切換裝置與多通道振蕩器測試板、程控電流表、計算機控制系統連接，每一個通道與多通道振蕩器測試板上的一個被測試晶體振蕩器對應，用於接受計算機控制系統的命令，自動打開或關閉指定通道；使與指定通道對應的多通道振蕩器測試板上的被測試晶體振蕩器處於通電或斷電狀態。參見圖2，多通道切換裝置包括MCU、解碼器、測試通道開關、預熱通道開關、指示燈和蜂鳴器，MCU分別與預熱通道開關、指示燈和蜂鳴器連接，所述MCU通過RS232通訊接口與計算機控制系統連接，計算機控制系統通過25針並口與解碼器連接，解碼器與測試通道開關連接，測試通道開關、預熱通道開關與多通道振蕩器測試板連接，預熱通道開關、測試通道開關可採用繼電器元件，預熱通道開關用於控制晶體振蕩器提前預熱；測試通道開關用於打開或關閉通道，指示燈用於指示晶體振蕩器當前加熱或測試狀態，解碼器用於接受計算機控制系統通過並口線傳送的指令，指定測試通道，MCU用於控制預熱通道的開關、指示燈亮滅、內部晶片的控制及蜂鳴器的鳴叫。計算機控制系統(即存入恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析程序的計算機)通過通訊接口與多通道切換裝置連接，負責控制每一個通道的切換；通過GPIB線與程控電流表連接，負責從程控電流表讀取被測試晶體振蕩器的電流值，並實時生成被測試晶體振蕩器的電流與時間曲線。又分為四大功能模塊
通道切換控制模塊，控制通道切換裝置打開或關閉指定的通道，並計算測試的先後順序，測試邏輯；
電流異常保護模塊，用於保護在測試的晶體振蕩器，當晶體振蕩器電流大於設定值時， 自動關閉晶體振蕩器電源，並標記異常；
實時電流曲線模塊，實時的根據測試得到的電流數據，畫出電流時間曲線圖，用於分析晶體振蕩器狀態；
測試數據管理模塊，管理測試得到的數據。在具體實施案例中，本發明計算機控制系統和通道切換裝置的連接通訊接口為25 針並口和RS232接口 ；計算機和程控電流表的接連方式為GPIB線，所使用的電流為開關電源；多通道振蕩器測試板100共有24個測試接口，與通道切換裝置101直接通過銅導線相連。參見圖3，一種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析方法，將恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析程序存入計算機控制系統的程序存貯器中，啟動計算機控制系統執行下列步驟
1)設置本次電流測試分析的測試標準
首先設置本次電流測試分析的測試標準，如果本次測試的標準和以往一致，則可以直接在歷史記錄裡面選擇，測試標準即啟動電流範圍，穩定電流範圍以及異常電流範圍；2)往一多通道振蕩器測試板添加晶體振蕩器
往一多通道振蕩器測試板上添加晶體振蕩器，在添加時，要記錄晶體振蕩器的位置號與晶體振蕩器編號的關係，隨後將該關係添加到資料庫中，以方便進行管理和識別；
3)檢測是否有晶體振蕩器電流異常
晶體振蕩器全部添加完成後，計算機控制一多通道切換裝置打開與多通道振蕩器測試板上的被測試晶體振蕩器對應的通道，使晶體振蕩器逐個通電，並通過一程控電流表讀取晶體振蕩器電流，計算機將程控電流表讀取的晶體振蕩器電流與測試標準的電流範圍比較，檢查是否有電流異常或晶體振蕩器沒有插好導致斷路，若晶體振蕩器電流不在測試標準規定的電流範圍內，則表明晶體振蕩器異常。如果有異常，把異常位置標識出來，在全部晶體振蕩器檢查完畢後，停止測試，等待用戶排除異常；
4)重複步驟3)直到全部晶體振蕩器檢測沒有導常後，開始正式測試；
5)計算機控制通道切換裝置打開指定通道，使晶體振蕩器測試板與指定通道對應的晶體振蕩器處於通電狀態，首先使第一個晶體振蕩器加電並通過程控電流表不斷記錄測試數據，同時檢查晶體振蕩器是否出現異常；如果發現晶體振蕩器測試過程中發生異常，則在標記晶體振蕩器異常，跳過該晶體振蕩器，直接測試下一晶體振蕩器；如果晶體振蕩器正常， 則測試晶體振蕩器的啟動電流；為了提高測試效率，則在晶體振蕩器測試啟動電流過程中， 在沒有得到啟動電流前(通常為晶體振蕩器通電加熱後30秒時)，預熱下一個待測晶體振蕩器；同時繼續測試第一個測試晶體振蕩器的啟動電流(一般為晶體振蕩器通電後40到60秒左右)，此時下一個待測試晶體振蕩器已經預熱；採取預熱模式，根據產品的電流特點，在測量一個產品時，對下一個待測試產品進行預熱，並且不等待穩定，持續測試。相對於人工測試，其測試效率提升70%左右；
6)測試完第一個晶體振蕩器後，使第一個晶體振蕩器進入加電穩定狀態，同時電流表切換到測試第二個晶體振蕩器，重複步驟5)直到測試完最後一個晶體振蕩器的啟動電流； 由於已經預熱了下一個晶體振蕩器，因此得到下一個晶體振蕩器的啟動電流一般只需要10 秒；系統每隔30秒左右，預熱待測試晶體振蕩器；
7)測量所有晶體振蕩器的穩定電流，由於啟動電流測試完成後晶體振蕩器一直處於加電穩定狀態，在全部晶體振蕩器測試啟動電流的這段時間內，晶體振蕩器已經完全穩定，所以測試穩定電流一般2到5秒即可；
8)測試得到穩定電流，計算機向多通道切換裝置發送命令，關閉晶體振蕩器電源，蜂鳴器響，提示測試 人員測試結束；
9)根據測試得到的電流數據值，生成電流與時間的曲線圖或直接導出測試數據到 Excel表中。 圖4是被測試晶體振蕩器的電流與時間曲線圖。啟動電流為圖中電流曲線的最高值，根據測試晶體振蕩器的不同，一般出現在30到60秒之間，而穩定電流是指在一段時間內，電流變化率小於指定值的時候，晶體振蕩器已經穩定，穩定電流一般出現在通電後2到 3分鐘時。
權利要求
1.一種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析系統，其特徵在於該系統包括1)多通道振蕩器測試板與被測試晶體振蕩器連接，用於加載被測試晶體振蕩器；2)程控電流表與多通道切換裝置相連，測量對應通道的晶體振蕩器的電流值；3)多通道切換裝置與多通道振蕩器測試板、程控電流表、計算機控制系統連接，每一個通道與多通道振蕩器測試板上的一個被測試晶體振蕩器對應，用於接受計算機控制系統的命令，自動打開或關閉指定通道；使與指定通道對應的多通道振蕩器測試板上的被測試晶體振蕩器處於通電或斷電狀態；4)計算機控制系統通過通訊接口與多通道切換裝置連接，負責控制每一個通道的切換；通過GPIB線與程控電流表連接，負責從程控電流表讀取被測試晶體振蕩器的電流值， 並實時生成被測試晶體振蕩器的電流與時間曲線。
2.如權利要求1所述的一種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析系統，其特徵在於所述通道切換裝置包括MCU、解碼器、測試通道開關、預熱通道開關、指示燈和蜂鳴器，所述 MCU分別與預熱通道開關、指示燈和蜂鳴器連接，所述MCU通過RS232通訊接口與計算機控制系統連接，計算機控制系統通過25針並口與解碼器連接，解碼器與測試通道開關連接， 測試通道開關、預熱通道開關與多通道振蕩器測試板連接，預熱通道開關用於控制晶體振蕩器提前預熱；測試通道開關用於打開或關閉通道，指示燈用於指示晶體振蕩器當前加熱或測試狀態，解碼器用於接受計算機控制系統通過並口線傳送的指令，指定測試通道，MCU 用於控制預熱通道的開關、指示燈亮滅、內部晶片的控制及蜂鳴器的鳴叫。
3.—種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析方法，其特徵在於將恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析程序存入計算機控制系統的程序存貯器中，啟動計算機控制系統執行下列步驟1)設置本次電流測試分析的測試標準；2)往一多通道振蕩器測試板添加晶體振蕩器；3)檢測是否有晶體振蕩器電流異常，如果有異常，把異常位置標識出來，在全部晶體振蕩器檢查完畢後，停止測試，等待用戶排除異常；4)重複步驟3)直到全部晶體振蕩器檢測沒有導常後，開始正式測試；5)計算機控制一多通道切換裝置打開指定通道，使晶振測試板與指定通道對應的晶振處於通電狀態，首先使第一個晶體振蕩器加電並通過程控電流表不斷記錄測試數據，同時檢查晶振是否出現異常；如果發現晶振測試過程中發生異常，則在標記晶振異常，跳過該晶振，直接測試下一晶振；如果晶振正常，則測試晶體振蕩器的啟動電流；6)測試完第一個晶體振蕩器後，使第一個晶振進入加電穩定狀態，同時電流表切換到測試第二個晶體振蕩器，重複步驟5)直到測試完最後一個晶體振蕩器的啟動電流；7)測量所有晶振的穩定電流。
4.如權利要求3所述的一種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析方法，其特徵在於步驟 5)還包括預熱下一個待測晶振的步驟晶振測試啟動電流過程中，在沒有得到啟動電流前預熱下一個待測晶振同時繼續測試第一個測試晶振的啟動電流。
5.如權利要求3或4所述的一種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析方法，其特徵在於其中步驟2)進一步包括以下步驟往一多通道振蕩器測試板上添加晶體振蕩器時，要記錄晶體振蕩器的位置號與晶體振蕩器編號的關係，隨後將該關係添加到資料庫中，以方便進行管理和識別。
6.如權利要求3或4所述的一種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析方法，其特徵在於其中步驟3)進一步包括以下步驟晶體振蕩器全部添加完成後，計算機控制一多通道切換裝置打開與多通道振蕩器測試板上的被測試晶體振蕩器對應的通道，使晶體振蕩器逐個通電，並通過一程控電流表讀取晶體振蕩器電流，計算機將程控電流表讀取的晶體振蕩器電流與測試標準的電流範圍比較，檢查是否有電流異常或晶體振蕩器沒有插好導致斷路，若晶體振蕩器電流不在測試標準規定的電流範圍內，則表明晶體振蕩器異常。
全文摘要
本發明涉及一種恆溫晶體振蕩器自動電流測試分析系統，其系統包括1)多通道振蕩器測試板、2)程控電流表、3)多通道切換裝置、4)計算機控制系統；其方法步驟1)設置本次電流測試分析的測試標準；2)往一多通道振蕩器測試板添加晶體振蕩器；3)檢測是否有晶體振蕩器電流異常，4)開始正式測試；5)則測試晶體振蕩器的啟動電流；6)測試完第一個晶體振蕩器後，使第一個晶體振蕩器進入加電穩定狀態，同時電流表切換到測試第二個晶體振蕩器，重複步驟5)直到測試完最後一個晶體振蕩器的啟動電流；7)測量所有晶體振蕩器的穩定電流。本發明與現有技術相比具有以下有益效果減少測試時的人力使用，減少數據的人為誤差。提高OCXO的電流測試效率，只使用一臺電流測試儀器，達到多臺測試儀器的速度，減少設備投入。
文檔編號G01R19/165GK102288848SQ201110162690
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16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