CN108037356A - 一种晶体振荡器频率监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶体振荡器频率监测系统及方法。本发明包括主控单元，所述主控单元连接有频率计数单元、变温单元、供电单元，所述频率计数单元连接有测试单元，所述主控单元用于向各连接设备输出控制参数，所述变温单元用于在主控单元输出的测试温度循环参数控制下给待监测振荡器提供变温条件；所述供电单元用于给测试单元提供测试电压；所述测试单元用于对待监测振荡器变温条件下频率进行监测；所述频率计数单元用于检测所述测试单元中待监测振荡器的实时频率参数并反馈至主控单元，主控单元计算频率突跳量，当突跳量达到限定值时，触发频率计数单元对频率进行计数，实现了在变温条件下对晶体振荡器的连续频率监测。

Description

一种晶体振荡器频率监测系统及方法

技术领域

本发明涉及晶体振荡器频率监测技术领域，具体涉及一种用于在变温条件下对晶体振荡器进行连续频率监测的监测系统和监测方法。

背景技术

由于晶体振荡器的内部应力与外界温度有很大关系，在特定的温度条件下，晶体振荡器的内部应力可能发生突变，从而引起频率的突跳。对于频率稳定度要求较高的环路，这样的突跳很可能会导致环路的失锁，进而导致系统故障。因此，对于频率稳定度要求较高的器件，有必要在其工作温度范围内连续测量其频率的变化，这就要求对器件的频率进行连续且快速的测量。

目前的频率测量设备只能在特定温度点上对晶体振荡器的频率进行不连续的测量，很难满足型号设备在变温条件下对晶体振荡器的频率连续测量的需求。

因此，需要提供一种晶体振荡器变温频率跳变监测系统及方法。

发明内容

本发明目的是提供一种用于在变温条件下对晶体振荡器进行连续频率监测的监测系统和监测方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种晶体振荡器频率监测系统，包括主控单元，所述主控单元连接有频率计数单元、变温单元、供电单元，所述频率计数单元连接有测试单元，

所述主控单元，用于向各连接设备输出控制参数，所述主控单元输出的控制参数包括初始化控制参数、复位控制参数、测试温度循环参数，各连接设备在所述主控单元的初始化控制参数和复位控制参数控制下实现初始化和复位；

所述变温单元，用于在主控单元输出的测试温度循环参数控制下给待监测振荡器提供变温条件；

所述供电单元，用于给测试单元提供测试电压；

所述测试单元，用于对待监测振荡器变温条件下频率进行监测；

所述频率计数单元，用于检测所述测试单元中待监测振荡器的实时频率参数并反馈至主控单元，主控单元计算频率突跳量，当突跳量达到限定值时，触发频率计数单元对频率进行计数。

优选地，所述主控单元内包含有控制模块、存储模块、人机交互模块、数据采集模块和数据处理模块，所述数据采集模块分别和所述控制模块、存储模块、数据处理模块连接，所述人机交互模块和所述数据处理模块连接，所述存储模块用于实现数据的存储；所述控制模块用于控制各连接设备的工作参数；所述数据采集模块用于采集检测到的测试数据；所述数据处理模块用于将采集到的测试数据处理后以图表的形式输出到人机交互模块；所述人机交互模块用于实现图表形式测试数据的人机交互。

优选地，所述主控单元还包括驱动模块。

优选地，所述变温单元采用温度试验箱。

优选地，所述频率计数单元采用频率计数器。

优选地，所述测试单元包括多路测试通道，用于实现多个待监测振荡器的检测。

优选地，所述测试单元和所述主控单元之间连接有选择单元，用于对多路测试通道的选择进行设置。

优选地，所述选择单元包括单片机和逻辑电路芯片。

一种监测方法，用于上述晶体振荡器频率监测系统，包括以下步骤：

系统进行自检，主控单元向各连接设备发出初始化命令，开始初始化；

系统确认初始化正确后，主控单元给变温单元输出测试温度循环参数，变温单元提供变温条件，同时，启动待监测振荡器；

测试单元开始测试，主控单元检测测试实时状态参数，并计算频率突跳量，当突跳量达到限定值时，触发频率计数单元对频率进行计数，频率突跳量和测试实时状态参数存储至主控单元；

循环测试结束后，测试结果反馈至主控单元，仪器复位。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本发明可以在变温条件下对晶体振荡器的频率进行连续测量，剔出工作状态中存在的频率异常突跳的晶体振荡器，可以提高整机可靠性；另外，本发明能够对产品进行批量的变温多路频率连续测试，可以对出现频率突跳的晶体振荡器进行有效的筛选和检测，提高晶体振荡器产品的性能指标。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明主控单元的结构示意图；

图3为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

根据GJB1648《晶体振荡器通用规范》的规定，变温测试频率稳定度是指“振荡器应稳定在最低规定温度下，稳定后，记录第一次频率和温度。然后，按规定逐步提高温度，每提高一次温度应在达到稳定后再记录数据，直至达到最高温度。”因此，测试的频率值为特定温度点上，对晶体振荡器的频率进行不连续的测量。但实际的工程应用中，需要在变温条件下对晶体振荡器的频率进行连续测量，而目前国内外的变温频率测试设备均无法实现此功能。因此，需要设计一种晶体振荡器变温频率跳变监测装置及方法，通过该装置及方法，可以在变温条件下对晶体振荡器的频率进行连续测量，剔出工作状态中存在的频率异常突跳的晶体振荡器，可以提高整机可靠性。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本发明的结构示意图。如图1所示的，一种晶体振荡器频率监测系统，包括主控单元1，主控单元1连接有频率计数单元2、变温单元3、供电单元4、选择单元5，主控单元1向与主控单元1连接的频率计数单元2、变温单元3、供电单元4和选择单元5提供控制参数，控制其工作状态，包括初始化控制参数、复位控制参数、测试温度循环参数、逻辑控制参数等，其中，主控单元1采用计算机，与主控单元1连接的设备均通过计算机IO接口连接，实现数据传输通信；供电单元4主要用于在主控单元1的控制下给测试单元6提供测试电压，同时可用于满足其他设备的电源供应需求；变温单元3和测试单元6连接，用于在主控单元1输出的测试温度循环参数控制下给晶体振荡器提供变温条件；频率计数单元2和测试单元6连接，用于获取测试单元6中晶体振荡器的频率参数，同时将获取到的频率数据反馈至主控单元1，主控单元1计算频率突跳量，当突跳量达到限定值时，触发频率计数单元2对频率进行计数；测试单元6用于实现晶体振荡器的测试回路，实现测试，对待监测晶体振荡器变温条件下频率进行监测；选择单元5和测试单元6连接，用于在主控单元1的控制下对测试单元6中的多个测试通道进行选择和设定，实现多路多品种的测试。

图2为本发明主控单元的结构示意图。如图2所示，主控单元1内包含有控制模块101、存储模块102、人机交互模块103、数据采集模块104和数据处理模块105，数据采集模块104分别和控制模块101、存储模块102、数据处理模块105连接，人机交互模块103和数据处理模块105连接，存储模块102用于实现数据的存储，包括各个设备的配置参数、测试参数、检测数据等；控制模块101用于控制各连接设备的工作参数，实现统筹控制；数据采集模块104用于采集检测到的测试数据，如实时频率参数、瞬时温度等；数据处理模块105用于将采集到的测试数据处理后以图表的形式输出到人机交互模块103；人机交互模块103用于实现图表形式测试数据的人机交互。

优选地，变温单元3采用温度试验箱。

优选地，频率计数单元2采用频率计数器。

优选地，测试单元6包括多路测试通道，用于实现多个待监测振荡器的检测。

优选地，测试单元6和主控单元1之间连接有选择单元5，用于对多路测试通道的选择进行设置。其中，选择单元5包括单片机和单片机周围逻辑电路芯片，由单片机和周围的逻辑电路芯片(如数字逻辑门电路芯片等)实现逻辑控制。

图3为本发明的流程示意图。如图3所示，一种用于晶体振荡器频率监测系统的监测方法，包括以下步骤：

S1、系统进行自检，主控单元1向各连接设备发出初始化命令，开始初始化；

S2、系统确认初始化正确后，主控单元1设定测试温度循环参数，变温单元3在测试温度循环参数的控制下实现变温条件，提供测试温度，供电单元4提供设定的测试电压，同时，启动待监测振荡器；

S3、测试单元6在选择单元5的控制下，接通一个产品或者多个产品的测试回路，实现频率、温度监测；

S4、测试单元6开始测试，主控单元1检测测试实时状态参数(测试条件、瞬时温度等)，若其中晶体振荡器产品频率发生突跳，频率计数单元2获取频率数据至主控单元1，主控单元1计算频率突跳量，一旦突跳量达到限定值，则主控单元1触发频率计数单元实现计数，频率突跳量和测试实时状态参数存储至主控单元1(如数据库等)；

S5、标记突跳振荡器；

S6、循环测试结束后，测试结果反馈至主控单元1，监测周期结束；

S7、主控单元1输出复位控制参数，仪器复位，释放硬件资源。

优选地，选择单元5采用程控板，程控板设置有两个接口，一个接口负责和计算机进行通讯传输数据，另一个接口负责连接多路测试板，将发出的指令传送到多路测试板。其余部分为程控板的逻辑控制部分电路，主要由单片机和周围逻辑电路芯片组成。程控板接收到计算机指令后，将指令翻译成控制逻辑信号，并传送给周围逻辑处理电路芯片，这些逻辑芯片分别将接受的电信号进行转换并从输出到芯片输出端口，经控制接口传送到测试板，从而完成逻辑控制工作。

优选地，测试单元6采用多路测试板。多路测试板中的电路包括40个产品的测试线路，其余部分为测试板的IO控制和逻辑控制部分电路，负责将程控板发送过来的指令翻译从而选定当前被测试产品，从而将被测试产品频率信号转换传输到系统的频率计数单元2。

优选地，主控单元1还包括驱动模块106，驱动模块106用于驱动温度试验箱、CPIB卡、扩展卡等器件。

整套系统中的电源、频率计数器、温度试验箱、程控板、多路测试板部分均与计算机通过接口连接，可以自动控制测试位置、电源电压、温度条件的参数，通过频率计数器快速采集被测件的频率值，可以连续、快速的测量频率值，并可以得到最终的测试数据和测试图表。

本发明的工作原理如下：

将晶体振荡器放于多路测试板中，连接好装置的各个部分；

主控单元1控制供电单元4、频率计数器、程控板、温度试验箱和多路测试板，使得供电单元4为程控板和多路测试板供电并使之工作，并通过温度试验箱改变多路测试板中晶体振荡器的工作温度，并从频率计数器中采集多路测试板中晶体振荡器的实时频率参数；

主控单元1通过控制程控板来对多路测试板中晶体振荡器位置进行切换，从而实现多路多品种的自动测试；

主控单元1将采集的数据进行统计分析，最终判定产品在变温条件下频率跳变是否满足要求。

本发明解决晶体振荡器在变温条件下无法进行频率连续测量的问题，本发明能够按照设定的条件对被测件进行变温条件下的快速连续频率测量，实现对频率的不间断监测，本发明能够对产品进行批量的变温多路频率连续测试，可以对出现频率突跳的晶体振荡器进行有效的筛选和检测，提高晶体振荡器产品的性能指标。

本发明可应用于晶体振荡器的频率温度捷变特性环境试验筛选工作，实现多路多品种的自动检测，提高产品的性能指标。通过频率计数器快速采集被测件的频率值，可以连续、快速地测量频率值，并可以对数据处理得到最终的测试数据和测试图表。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种晶体振荡器频率监测系统，其特征在于，包括主控单元，所述主控单元连接有频率计数单元、变温单元、供电单元，所述频率计数单元连接有测试单元，

所述主控单元，用于向各连接设备输出控制参数，所述主控单元输出的控制参数包括初始化控制参数、复位控制参数、测试温度循环参数，各连接设备在所述主控单元的初始化控制参数和复位控制参数控制下实现初始化和复位；

所述变温单元，用于在主控单元输出的测试温度循环参数控制下给待监测振荡器提供变温条件；

所述供电单元，用于给测试单元提供测试电压；

所述测试单元，用于对待监测振荡器变温条件下频率进行监测；

所述频率计数单元，用于检测所述测试单元中待监测振荡器的实时频率参数并反馈至主控单元，主控单元计算频率突跳量，当突跳量达到限定值时，触发频率计数单元对频率进行计数。

2.根据权利要求1所述的晶体振荡器频率监测系统，其特征在于，所述主控单元内包含有控制模块、存储模块、人机交互模块、数据采集模块和数据处理模块；

所述数据采集模块分别和所述控制模块、存储模块、数据处理模块连接，所述人机交互模块和所述数据处理模块连接，所述存储模块用于实现数据的存储；

所述控制模块，用于控制各连接设备的工作参数；

所述数据采集模块，用于采集检测到的测试数据；

所述数据处理模块，用于将采集到的测试数据处理后以图表的形式输出到人机交互模块；

所述人机交互模块，用于实现图表形式测试数据的人机交互。

3.根据权利要求2所述的晶体振荡器频率监测系统，其特征在于，所述主控单元还包括驱动模块。

4.根据权利要求1所述的晶体振荡器频率监测系统，其特征在于，所述变温单元采用温度试验箱。

5.根据权利要求1所述的晶体振荡器频率监测系统，其特征在于，所述频率计数单元采用频率计数器。

6.根据权利要求1所述的晶体振荡器频率监测系统，其特征在于，所述测试单元包括多路测试通道，用于实现多个待监测振荡器的检测。

7.根据权利要求6所述的晶体振荡器频率监测系统，其特征在于，所述测试单元和所述主控单元之间连接有选择单元，用于对多路测试通道的选择进行设置。

8.根据权利要求7所述的晶体振荡器频率监测系统，其特征在于，所述选择单元包括单片机和逻辑电路芯片。

9.一种监测方法，用于权利要求1-8任一项所述晶体振荡器频率监测系统，其特征在于，包括以下步骤：

系统进行自检，主控单元向各连接设备发出初始化命令，开始初始化；

系统确认初始化正确后，主控单元给变温单元输出测试温度循环参数，变温单元提供变温条件，同时，启动待监测振荡器；

测试单元开始测试，主控单元检测测试实时状态参数，并计算频率突跳量，当突跳量达到限定值时，触发频率计数单元对频率进行计数，频率突跳量和测试实时状态参数存储至主控单元；

循环测试结束后，测试结果反馈至主控单元，仪器复位。