CN108362941B - 一种测试Tuner模组晶振频偏的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种测试Tuner模组晶振频偏的设备及方法，包括：单片机、信号源模块、Tuner模组以及AD采样模块，其中，所述单片机分别与所述信号源模块、Tuner模组连接，用于控制信号源频率和Tuner模组本振频率的VCO倍率；所述信号源模块、Tuner模组、AD采样模块与单片机依次连接，所述AD采样模块对所述Tuner模组输出的IQ信号进行采集，并将采集的信息送至单片机，在所述单片机内计算得出所述Tuner模组的晶振频率。本发明方便快捷，可用于自动化生产线测试。

Description

一种测试Tuner模组晶振频偏的设备及方法

技术领域

本发明属于晶振频率检测技术领域，具体涉及一种测试Tuner模组晶振频偏的设备及方法。

背景技术

Tuner，又称高频调谐器或高频头，是信号通道最前端的一部分电路。它的主要作用是调谐所接收的信号，即对天线接收到的信号进行选择、放大和变频。

晶振：又称晶体振荡器、石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振，是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片），而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器，产品一般用金属外壳封装，用于各种电路中，产生振荡频率。

PLL（Phase-Locked Loop）：锁相环，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。

VCO :压控振荡器的缩写，VCO可以产生一定范围的内的任意频率信号， 频率由输入的电压决定， 但是它无法稳定的输出某一个频率信号，需要外接的时钟作为参照。

TUNER芯片在广播电视领域和需要用到无线电收发的产品上应用广泛，其工作原理主要是将接收到的信号进行选择、放大和变频，晶振作为TUNER芯片的本振信号基准源，在芯片内部需要对晶振频率做几十甚至几百次的倍频，才能达到电路所需要的本地振荡频率，所以晶振的频率准确度将直接影响到电路的性能。

一般晶振的频率误差主要有二种来源，第一是石英晶振元件不同个体间本身就存在不同的精度，第二是晶振的对地电容也会有一定的误差，所以晶体振荡电路必然会存在一定范围的误差，在实际应用中，如果晶振的频率出现了很大的误差，都会给产品带来致命的打击，如死机，失控等，在产品设计及生产时必须了解并检测频率的误差范围，并将误差值控制在电路允许的最小的范围以内。

在产品设计、来料检验、生产组装时都需要检测晶振频率与误差是否与设定的规格一致。这就要用到频率分析仪、频率计或专业的晶振测试仪。需要用到频率分析仪、频率计或专业的晶振测试仪，价格昂贵。测量频率的仪器，要用到探头接触或靠近晶振本体及引脚，在仪器上显示晶振的频率，探头接触到晶振引脚会改变线路的负载电容，影响被测值的准确度。这种测试方法受到晶振位置的影响，不适合自动化测试，例如产品组装外壳后探头无法靠近晶振，需要拆开外壳测试。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种测试Tuner模组晶振频偏的设备及方法，本发明利用软件算法计算和控制晶振频率，不需要专业的仪器设备、不用探头靠近晶振、也不受晶振位置影响，只需对产品上电即可测试，纯软件计算，方便快捷，可用于自动化生产线测试。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种测试Tuner模组晶振频偏的设备，包括：单片机、信号源模块、Tuner模组以及AD采样模块，其中，

所述单片机分别与所述信号源模块、Tuner模组连接，用于控制信号源频率和Tuner模组本振频率的VCO倍率；

所述信号源模块、Tuner模组、AD采样模块与单片机依次连接，所述AD采样模块对所述Tuner模组输出的IQ信号进行采集，并将采集的信息送至单片机，在所述单片机内计算得出所述Tuner模组的晶振频率。

进一步，还包括：显示终端，所述显示终端与所述单片机连接，用于显示所述Tuner模组的晶振频率和保存测试数据。

进一步，所述显示终端与所述单片机连接方式包括：有线连接和无线连接，所述显示终端包括：LED屏幕或智能设备。

进一步，所述单片机内具有允许晶振偏移最小范围的控制程序，晶振偏移超过阈值时，在所述显示终端显示并记录测量值，同时告知设备将模块送至不良品区域。

进一步，所述单片机使用I2C总线分别与所述信号源模块和Tuner模组连接，用于控制输入信号源频率和本振频率的VCO倍率。

进一步，所述单片机用于执行以下运算：晶振频率＝（输入频率-IQ信号频率）/VCO倍率。

一种测试Tuner模组晶振频偏的方法，包括：

Tuner模组接收信号源模块的信号后输出IQ信号，AD采样模块接收并读取所述IQ信号；

将采样信号传到单片机中，计算得出晶振频率；

在单片机内确认所述晶振频率是否在预设晶振频偏区间内，并于显示终端显示。

进一步，还包括：若所述晶振频率不在所述预设晶振频偏区间内，告知设备将模块送至不良品区域。

进一步，所述单片机使用I2C总线向所述信号源模块、单片机模块进行信息传输。

进一步，所述单片机内的执行的计算公式为：晶振频率＝（输入频率-IQ信号频率）/VCO倍率。

本发明的有益效果在于：利用软件算法计算和控制晶振频率，不需要专业的仪器设备、不用探头靠近晶振、也不受晶振位置影响，只需对产品上电即可测试，纯软件计算，方便快捷，可用于自动化生产线测试。

附图说明

图1为本发明测试Tuner模组晶振频偏的设备结构示意图。

图2为本发明测试Tuner模组晶振频偏的方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种测试Tuner模组晶振频偏的设备，图1为本发明测试Tuner模组晶振频偏的设备结构示意图，如图1所示，包括：单片机、信号源模块、Tuner模组以及AD采样模块，其中，所述单片机分别与所述信号源模块、Tuner模组连接，用于控制信号源频率和Tuner模组本振频率的VCO倍率；所述信号源模块、Tuner模组、AD采样模块与单片机依次连接，所述AD采样模块对所述Tuner模组输出的IQ信号进行采集，并将采集的信息送至单片机，在所述单片机内计算得出所述Tuner模组的晶振频率。

根据本发明的具体实施例，本发明还包括：显示终端，所述显示终端与所述单片机连接，本发明对于显示终端的具体特征不作特别的限制，可以为LED显示屏，也可以为智能手机和平板电脑等移动设备，但需要注意的是，本申请的显示终端不仅具有显示所述Tuner模组的晶振频率的功能，还设置有存储器，用于保存测试数据。

在本发明的一些优选的实施例中，所述显示终端与所述单片机连接方式包括：有线连接和无线连接，具体而言，当所述显示终端为LED屏幕时，所述单片机与所述LED屏幕间采用USB接口连接；当所述显示终端为智能手机或平板电脑等智能设备时，采用无线连接的方式进行连接，发明对于无线连接的方式无特别的限制，允许采用多种方式进行连接，例如，蓝牙、WiFi以及ZigBee等；与此相适应的，单片机上设置有具体的模块与之配合通讯，在此不作赘述。

根据本发明的具体实施例，所述单片机内具有允许晶振偏移最小范围的控制程序，晶振偏移超过阈值时，在所述显示终端显示并记录测量值，同时告知设备将模块送至不良品区域。在本发明的一些优选的实施例中，所述单片机使用I2C总线分别与所述信号源模块和Tuner模组连接，用于控制输入信号源频率和本振频率的VCO倍率。I2C是一种简单、双向二线制同步串行总线，只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息，成本低。

根据本发明的具体实施例，所述单片机用于执行以下运算：晶振频率＝（输入频率-IQ信号频率）/VCO倍率。

根据本发明的另一方面，图2为本发明测试Tuner模组晶振频偏的方法流程示意图，如图2所示，本发明提供了一种测试Tuner模组晶振频偏的方法，包括：

S01 Tuner模组接收信号源模块的信号后输出IQ信号，AD采样模块接收并读取所述IQ信号；其中，

IQ信号是指将输入信号分为I和Q两路，分别进行载波调制，两路载波矢量的方向相互正交。 I：in-phase（同相）, q: quadrature（正交），同相就是矢量方向相同的信号；正交分量就是两个信号矢量正交（差90°），I路和Q路就是两路正交的信号；

TUNER芯片的晶振频率转换过程为，TUNER芯片收到I2C给的本振频率指令，芯片内部的PLL利用晶振输入的参考频率控制VCO的输出频率和相位，分成两路相位正交的频率给混频电路，经过芯片内部的放大器、滤波器后输出IQ信号；

所述AD采样模块执行的操作包括：AD转换和AD采样，AD转换是先把模拟量转化为数字量，比如把一个正弦波的电压信号转化为一系列“台阶”构成的似正弦波；然后再由AD采样模块设定采样频率，从这个似正弦波上面选择若干个点，构成最后的采样信号。

S02 将采样信号传到单片机中，计算得出晶振频率；其中，

所述单片机内的执行的计算公式为：晶振频率＝（输入频率-IQ信号频率）/VCO倍率。

S03 在单片机内确认所述晶振频率是否在预设晶振频偏区间内，并于显示终端显示。

根据本发明的具体实施例，本发明的方法还包括：若所述晶振频率不在所述预设晶振频偏区间内，告知设备将模块送至不良品区域。

根据本发明的具体实施例，所述单片机使用I2C总线向所述信号源模块、单片机模块进行信息传输。

综上所述，本发明与现有技术相比较，无需用到测量频率的仪器和探头，现有技术成本相对较高，而本发明只需要做一块工装板，带单片机芯片、高精度AD采样芯片和高精度信号源，写入控制软件，便可将测试数据驱动屏幕或LED来显示结果的好坏，或者直接通过串口或其他通讯方式将结果发给指定设备，便于自动化生产及测试。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个 或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (8)

1.一种测试Tuner模组晶振频偏的设备，其特征在于，包括：单片机、信号源模块、Tuner模组以及AD采样模块，其中，

所述单片机分别与所述信号源模块、Tuner模组连接，用于控制信号源频率和Tuner模组本振频率的VCO倍率；

所述信号源模块、Tuner模组、AD采样模块与单片机依次连接，所述AD采样模块对所述Tuner模组输出的IQ信号进行采集，并将采集的信息送至单片机，在所述单片机内计算得出所述Tuner模组的晶振频率；

所述单片机用于执行以下运算：晶振频率 ＝（输入频率-IQ信号频率）/VCO倍率。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：显示终端，所述显示终端与所述单片机连接，用于显示所述Tuner模组的晶振频率和保存测试数据。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述显示终端与所述单片机连接方式包括：有线连接和无线连接，所述显示终端包括：LED屏幕或智能设备。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述单片机内具有允许晶振偏移最小范围的控制程序，晶振偏移超过阈值时，在所述显示终端显示并记录测量值，同时告知设备将模块送至不良品区域。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述单片机使用I2C总线分别与所述信号源模块和Tuner模组连接，用于控制输入信号源频率和本振频率的VCO倍率。

6.一种测试Tuner模组晶振频偏的方法，其特征在于，包括：

Tuner模组接收信号源模块的信号后输出IQ信号，AD采样模块接收并读取所述IQ信号；

将采样信号传到单片机中，计算得出晶振频率；所述单片机内的执行的计算公式为：晶振 频率＝（输入频率-IQ信号频率）/VCO倍率；

在单片机内确认所述晶振频率是否在预设晶振频偏区间内，并于显示终端显示。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：若所述晶振频率不在所述预设晶振频偏区间内，告知设备将模块送至不良品区域。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述单片机使用I2C总线向所述信号源模块、单片机模块进行信息传输。