CN110514900A - 恒温晶体振荡器老化自动测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，包含老化测试箱、控制计算机、频率计数器及铷原子钟。老化测试箱箱体内含保温层，可降低测试设备工作环境温度，延长其使用寿命，又可以提高恒温晶体振荡器工作环境温度，降低工作电流节省测试成本，所述老化测试箱内设若干主测试电路板及若干副测试电路板。主测试电路板包含恒温晶体振荡器及频率传输电路。所述副测试电路板包含频率传输电路、电压保护电路、开关电源电压调整电路、压控电压电路、通信电平转换电路。本发明测试装置可完成大规模恒温晶体振荡器频率数据自动采集、供电电压自动调整、供电电压自动测试、供电电压超压保护、压控电压自动调整及恒温晶体振荡器自动定时开关机等功能。

Description

恒温晶体振荡器老化自动测试系统

技术领域

本发明涉及晶体振荡器的频率测试领域，尤其涉及一种大规模恒温晶体振荡器老化自动测试系统。

背景技术

目前恒温晶体振荡器老化自动测试系统为测试架结构，主要利用射频程控开关对频率信号进行导通，固定电压开关电源为恒温晶体振荡器供电。恒温晶体振荡器插装在加电板上，输出信号通过同轴线连接至射频程控开关，射频程控开关是通过物理继电器实现可切换多对一通路的程控设备，经过射频程控开关的级联最终连至频率计数器。整个测试系统使用了大量的同轴线，射频程控开关，结构臃肿，空间利用率低下。测试系统在设计之初没有考虑系统兼容性的问题，当恒温晶体振荡器产能发生变化时，需要更改不同封装、电压的测试板，测试系统改造非常困难。目前测试系统为开放式结构，大量的恒温晶体振荡器加电工作以后，其自身电流消耗高，测试耗电量大，成本高，并且导致整个测试间的温度会很高，所有的测试设备包括射频程控开关、频率计数器、开关电源、铷原子钟以及控制计算机等都工作在一个非常高的温度下，导致设备的使用寿命大大降低，间接增加了测试成本。整个测试系统使用了大量的接口，包括频率信号传输接口以及控制信号传输接口，长时间在高温环境下使用，这些接口的可靠性变低，经常出现接触不良的现象，测试人员需要大量精力来解决这些测试问题，降低了工作效率。

为了解决以上在科研生产过程中的一系列问题，本发明提出一种多封装兼容、高集成度、密封保温、具有程控开关电源、开关电源电压测试、开关电源电压超压保护以及具有恒温晶体振荡器自动开关机功能的恒温晶体振荡器老化测试系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统以提高测试数量、兼容性、可靠性，可以实现恒温晶体振荡器供电电压调整、测试、保护、恒温晶体振荡器自动开关机等辅助功能，并且可以降低测试成本提高工作效率。

本发明所采用的技术方案为：

一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，包含一个总老化测试箱、多个分老化测试箱、控制计算机、开关电源、频率计数器及铷原子钟，所述总老化测试箱包含多个主测试电路板、多个一级副测试电路板和一个三级副测试电路板；分老化测试箱包含多个主测试电路板、多个一级副测试电路板和一个二级副测试电路板；主测试电路板上安装有多个恒温晶体振荡器；

控制计算机：用于向总老化测试箱的三级副测试电路板发送控制指令；还用于控制频率计数器的测量及数据读取，并根据恒温晶体振荡器的频率变化计算出老化指标并自动生成挑选文件，并将开关电源电压值存储至测试文件中；

总老化测试箱和分老化测试箱：分别用于安装放置所有的主测试电路板和副测试电路板及开关电源；

主测试电路板：插装于相应的老化测试箱内一级、二级或三级副测试电路板上，用于安装被测试的恒温晶体振荡器，将恒温晶体振荡器的频率信号导通至相应的一级、二级或三级副测试电路板；

分老化测试箱的一级副测试电路板：用于接收到控制指令后控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至相应的一级副测试电路板，再通过同轴线连接至二级副测试电路板；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令实现开关电源电压值的调整；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；还用于监测恒温晶振供电开关电源电压值，实现超压断电的功能；

主老化测试箱一级副测试电路板：用于接收到控制指令后控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至相应的一级副测试电路板，再通过同轴线连接至三级副测试电路板；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令控制开关电源输出电压值；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；还用于监测开关电源电压值，实现超压断电的功能；

二级副测试电路板：用于接收到控制指令后控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至二级副测试电路板；还用于接收所有分老化测试箱一级副测试电路板输出的频率信号，并选择相应的频率信号通过同轴线连接至三级副测试电路板；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令实现开关电源电压值的调整；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；还用于监测开关电源电压值，实现超压断电的功能；

三级副测试电路板：用于通过串口线与计算机相连，计算机的控制指令经通信电平转换后连接至总老化测试箱及分老化测试箱内所有的一级、二级副测试电路板；还用于根据控制指令控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至三级副测试电路板，并接收总老化测试箱所有一级副测试电路板的频率输出信号以及分老化测试箱二级副测试电路板的频率输出信号，选择相应频率输出信号通过同轴线连接至频率计数器；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令实现开关电源电压值的调整；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；

开关电源：用于为恒温晶体振荡器及整个老化自动测试系统供电；

频率计数器：测试输入接口通过同轴线与三级副测试电路板相连，外部频率标准输入接口通过同轴线与铷原子钟相连，通过串口线、USB线或者网线与控制计算机相连，用于测量恒温晶体振荡器的频率值，并将频率值传送至控制计算机。

铷原子钟：通过同轴线与频率计数器相连，为频率计数器提供外部频率标准。

其中，所述老化测试箱体主体内含保温材料，箱体前面板设有前双开门，箱体后面板设有后双开门，箱体底部设有两层可伸缩滑轨，每层可伸缩滑轨上装有开关电源支架，每层电源支架上安装多台开关电源。

其中，所述总老化测试箱和分老化老化测试箱内部包含副测试电路板支架和主测试电路板支架，主测试电路板支架为多层，每层放置多块主测试电路板，每个总老化测试箱和分老化测试箱的主测试电路板与副测试电路板个数相同。

其中，主测试电路板和对应的副测试电路板通过48针连接器连接，所述48针连接器分为48针连接器插头和48针连接器插座两部分，主测试电路板上装有2个48针连接器插头，副测试电路板上装有2个48针连接器插座，副测试电路板安装于副测试电路板支架上，主测试电路板放置于主测试电路板支架上向内滑动，使主测试电路板48针连接器插头插入副测试电路板48针连接器插座内。

其中，所述的主测试电路板包含2个48针连接器插头、多个恒温晶体振荡器插座和主测试电路板频率传输电路；恒温晶体振荡器安装在恒温晶体振荡器插座内，主测试电路板通过两个48针连接器插装于相应一级、二级或三级副电路测试板上；所述的主测试电路板频率传输电路包含多个缓冲器、多个LED指示灯、一级8选1模拟开关、二级8选1模拟开关以及多个8阶串行移位寄存器，8阶串行移位寄存器及8选一模拟开关通过48针连接器受控于相应一级、二级、或三级副测试电路板；

多个8阶串行移位寄存器串联工作，每个8阶串行移位寄存器的输出信号控制缓冲器的使能端口并连接LED指示灯，缓冲器在8阶串行移位寄存器的控制下导通相应的恒温晶体振荡器，LED指示灯显示导通的恒温晶体振荡器的位置；每8路恒温晶体振荡器输出的频率信号分别经过缓冲器连接至一级8选1模拟开关，一级、二级、或三级副测试电路板控制一级8选1模拟开关，选择一路频率信号输出至二级8选1模拟开关，一级、二级、或三级副测试电路板控制二级8选1模拟开关，选择一路频率信号通过48针连接器连接至相应一级、二级或三级副测试电路板。

其中，一级副测试电路板包含2个48针连接器插座、一级副测试电路板单片机、电压保护电路、开关电源电压调整电路和压控电压电路；恒温晶体振荡器的频率信号通过48针连接器传送至一级副测试电路板后通过同轴线连接至二级副测试电路板或三级副测试电路板；一级副测试电路板单片机通过串口线连接至三级副测试电路板；一级副测试电路板单片机与电压保护电路的DA芯片通信，调整DA芯片输出电压值，DA芯片输出连接至电压比较器的正向输入端，开关电源输出连接至电压比较器的负向输入端，电压比较器的输出连接至NMOS管栅极，NMOS管漏级连接开关电源输出，源极连接48针连接器插座为一级副测试电路板恒温晶体振荡器提供电源，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压低时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压高，输出高电平，NMOS管栅极接高电平，漏级、源极导通，开关电源输出电压为恒温晶体振荡器供电，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压高时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压低，输出低电平，NMOS管栅极接低电平，漏级、源极断开，恒温晶体振荡器供电断开，实现开关电源超压保护的功能；开关电源输出电压经过NMOS管后连接一级副测试电路板单片机，一级副测试电路板单片机进行采样，计算出电压值，实现开关电源电压测试功能；一级副测试电路板单片机与开关电源电压调整电路的DA芯片通信，调整开关电源电压调整电路的DA芯片输出电压值，通过电缆线连接至开关电源ADJ接口，实现开关电源输出电压的远程控制；一级副测试电路板单片机与压控电压电路的DA芯片通信，调整压控电压电路的DA芯片输出电压值，通过48针连接器插座连接至主测试电路板恒温晶体振荡器压控引脚，为恒温晶体振荡器提供可调的压控电压。

其中，二级副测试电路板包含2个48针连接器插座、二级副测试电路板单片机、电压保护电路、开关电源电压调整电路、压控电压电路以及二级副测试电路板频率传输电路；恒温晶体振荡器的频率信号通过48针连接器传送至二级副测试电路板后通过同轴线连接至三级副测试电路板；二级副测试电路板单片机通过串口线连接至三级副测试电路板；二级副测试电路板单片机与电压保护电路的DA芯片通信，调整DA芯片输出电压值，DA芯片输出连接至电压比较器的正向输入端，开关电源输出连接至电压比较器的负向输入端，电压比较器的输出连接至NMOS管栅极，NMOS管漏级连接开关电源输出，源极连接48针连接器插座为主测试电路板恒温晶体振荡器提供电源，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压低时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压高，输出高电平，NMOS管栅极接高电平，漏级、源极导通，开关电源输出电压为恒温晶体振荡器供电，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压高时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压低，输出低电平，NMOS管栅极接低电平，漏级、源极断开，恒温晶体振荡器供电断开，实现开关电源超压保护的功能；开关电源输出电压经过NMOS管后连接二级副测试电路板单片机，二级副测试电路板单片机进行采样，计算出电压值，实现开关电源电压测试功能；二级副测试电路板单片机与开关电源电压调整电路的DA芯片通信，调整开关电源电压调整电路的DA芯片输出电压值，通过电缆线连接至开关电源ADJ接口，实现开关电源输出电压的远程控制；二级副测试电路板单片机与压控电压电路的DA芯片通信，调整压控电压电路的DA芯片输出电压值，通过48针连接器插座连接至主测试电路板恒温晶体振荡器压控引脚，为恒温晶体振荡器提供可调的压控电压；

二级副测试电路板频率传输电路包含三级8选一模拟开关和四级8选一模拟开关，分老化测试箱所有一级副测试电路板频率输出以及二级副测试电路板频率输出通过同轴线连接三级8选一模拟开关输入端口，三级8选一模拟开关输出连接至四级8选一模拟开关输入，四级8选一模拟开关输出通过同轴线连接三级副测试电路板二级频率传输电路；二级副测试电路板单片机控制三级8选一模拟开关及四级8选一模拟开关选择导通相应通道，实现将分测试箱任意层主测试电路板频率信号导通至总测试箱三级副测试电路板二级频率传输电路。

其中，三级副测试电路板包含2个48针连接器插座、三级副测试电路板单片机、电压保护电路、开关电源电压调整电路、压控电压电路、三级副测试电路板一级频率传输电路、三级副测试电路板二级频率传输电路以及通信电平转换电路；

恒温晶体振荡器的频率信号通过48针连接器传送至三级副测试电路板一级频率传输电路后通过同轴线连接至三级副测试电路板二级频率传输电路；通信电平转换电路通过串口线连接控制计算机与三级副测试电路单片机；三级副测试电路板单片机与电压保护电路的DA芯片通信，调整DA芯片输出电压值，DA芯片输出连接至电压比较器的正向输入端，开关电源输出连接至电压比较器的负向输入端，电压比较器的输出连接至NMOS管栅极，NMOS管漏级连接开关电源输出，源极连接48针连接器插座为主测试电路板恒温晶体振荡器提供电源，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压低时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压高，输出高电平，NMOS管栅极接高电平，漏级、源极导通，开关电源输出电压为恒温晶体振荡器供电，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压高时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压低，输出低电平，NMOS管栅极接低电平，漏级、源极断开，恒温晶体振荡器供电断开，实现开关电源超压保护的功能；开关电源输出电压经过NMOS管后连接三级副测试电路板单片机，三级副测试电路板单片机进行采样，计算出电压值，实现开关电源电压测试功能；三级副测试电路板单片机与开关电源电压调整电路的DA芯片通信，调整开关电源电压调整电路的DA芯片输出电压值，通过电缆线连接至开关电源ADJ接口，实现开关电源输出电压的远程控制；三级副测试电路板单片机与压控电压电路的DA芯片通信，调整压控电压电路的DA芯片输出电压值，通过48针连接器插座连接至主测试电路板恒温晶体振荡器压控引脚，为恒温晶体振荡器提供可调的压控电压；

三级副测试电路板一级频率传输电路包含三级8选一模拟开关和四级8选一模拟开关，总老化测试箱一级副测试电路板频率输出以及三级副测试电路板对应的恒温晶体振荡器频率输出通过同轴线连接三级8选一模拟开关输入端口，三级8选一模拟开关的输出连接至四级8选一模拟开关的输入，四级8选一模拟开关输出通过同轴线连接三级副测试电路板二级频率传输电路；三级副测试电路板单片机控制三级8选一模拟开关及四级8选一模拟开关选择导通相应通道；三级副测试电路板二级频率传输电路包含五级8选一模拟开关，将分老化测试箱频率传输电路输出及总老化测试箱三级副测试电路板一级频率传输电路的输出，通过同轴线连接至频率计数器，三级副测试电路板单片机控制五级8选一模拟开关，选择分老化测试箱或总老化测试箱频率输出信号，导通至频率计数器。

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明的测试装置可以完成大规模恒温晶体振荡器频率数据自动采集、供电电压自动测试，供电电压保护及恒温晶体振荡器自动定时开关机等功能，可以为恒温晶体振荡器提供可调的压控电压。本发明具有密封保温、集成度高、兼容不同封装、不同供电电压的特点，大大提高了测试能力及工作效率降低了测试成本。

附图说明

图1为本发明恒温晶体振荡器老化自动测试系统总框图；

图2为本发明老化测试箱外部示意图；

图3为本发明老化测试箱内部示意图；

图4为本发明主测试电路板框图；

图5为本发明一级副测试电路板框图；

图6为本发明二级副测试电路板框图；

图7为本发明三级副测试电路板框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好的理解本发明内容，因此，所举具体实施例并不限制本发明的保护范围。

参见图1，本发明恒温晶体振荡器老化测试系统包括：一个总老化测试箱、多个分老化测试箱、控制计算机、开关电源、频率计数器及铷原子钟，总老化测试箱内部包括12块主测试电路板、1块三级副测试电路板、11块一级副电路测试板，分老化测试箱内部包括12块主测试电路板、1块二级副测试电路板、11块一级副电路测试板。铷原子钟输出信号通过同轴线连接至频率计数器外部频率标准输入接口，为计数器提供外部频率标准，使计数器可以测试出稳定且准确的频率值。计算机通过串口线连接至总老化测试箱三级副测试电路板通信接口，经过通信电平转换芯片后连接单片机串口，通过USB线连接频率计数器。

控制计算机：用于向总老化测试箱的三级副测试电路板发送控制指令；还用于控制频率计数器的测量及数据读取，并根据恒温晶体振荡器的频率变化计算出老化指标并自动生成挑选文件，并将开关电源电压值存储至测试文件中；

总老化测试箱和分老化测试箱：分别用于安装放置所有的主测试电路板和副测试电路板及开关电源；

主测试电路板：插装于相应的老化测试箱内一级、二级或三级副测试电路板上，用于安装被测试的恒温晶体振荡器，将恒温晶体振荡器的频率信号导通至相应的一级、二级或三级副测试电路板；

分老化测试箱的一级副测试电路板：用于接收到控制指令后控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至相应的一级副测试电路板，再通过同轴线连接至二级副测试电路板；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令实现开关电源电压值的调整；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；还用于监测恒温晶振供电开关电源电压值，实现超压断电的功能；

主老化测试箱一级副测试电路板：用于接收到控制指令后控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至相应的一级副测试电路板，再通过同轴线连接至三级副测试电路板；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令控制开关电源输出电压值；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；还用于监测开关电源电压值，实现超压断电的功能；

二级副测试电路板：用于接收到控制指令后控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至二级副测试电路板；还用于接收所有分老化测试箱一级副测试电路板输出的频率信号，并选择相应的频率信号通过同轴线连接至三级副测试电路板；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令实现开关电源电压值的调整；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；还用于监测开关电源电压值，实现超压断电的功能；

三级副测试电路板：用于通过串口线与计算机相连，计算机的控制指令经通信电平转换后连接至总老化测试箱及分老化测试箱内所有的一级、二级副测试电路板；还用于根据控制指令控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至三级副测试电路板，并接收总老化测试箱所有一级副测试电路板的频率输出信号以及分老化测试箱二级副测试电路板的频率输出信号，选择相应频率输出信号通过同轴线连接至频率计数器；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令实现开关电源电压值的调整；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；

开关电源：用于为恒温晶体振荡器及整个老化自动测试系统供电；

频率计数器：测试输入接口通过同轴线与三级副测试电路板相连，外部频率标准输入接口通过同轴线与铷原子钟相连，通过串口线、USB线或者网线与控制计算机相连，用于测量恒温晶体振荡器的频率值，并将频率值传送至控制计算机。

铷原子钟：通过同轴线与频率计数器相连，为频率计数器提供外部频率标准。

参照图2，每台老化测试箱包括箱体、前双开门、后双开门、开关电源支架、可伸缩滑轨。箱体内含保温层，既可以降低测试设备工作环境温度，延长其使用寿命，又可以提高恒温晶体振荡器工作环境温度，降低其工作电流节省测试成本，前双开门进行主测试电路板插拔操作，后双开门进行老化测试箱维护。开关电源放置于开关电源支架上，共两层，每层可放置12台开关电源，开关电源支架可以通过可伸缩滑轨拉出箱体底部，方便更换开关电源。

参照图3，每个老化测试箱内包括主电路测试板支架、副测试电路板支架。副测试电路板安装于副测试电路板支架上，主测试电路板放置于主测试电路板支架上向内滑动，使主测试电路板48针连接器插头可以插入副测试电路板48针连接器插座内，通过更换主测试电路板实现多封装兼容。

参照图4，主测试电路板由恒温晶体振荡器插座、主测试板频率传输电路和两个48针连接器插头构成，每块测试板包含96个恒温晶体振荡器插座，恒温晶体振荡器插装在恒温晶体振荡器插座内，频率输出信号通过缓冲器，一级8选一模拟开关、二级8选一模拟开关后通过48针连接器插头传送至副测试电路板。

主测试电路板通过两个48针连接器插装于相应一级、二级或三级副电路测试板上；所述的主测试电路板频率传输电路包含多个缓冲器、多个LED指示灯、一级8选1模拟开关、二级8选1模拟开关以及多个8阶串行移位寄存器，8阶串行移位寄存器及8选一模拟开关通过48针连接器受控于相应一级、二级、或三级副测试电路板；多个8阶串行移位寄存器串联工作，每个8阶串行移位寄存器的输出信号控制缓冲器的使能端口并连接LED指示灯，缓冲器在8阶串行移位寄存器的控制下导通相应的恒温晶体振荡器，LED指示灯显示导通的恒温晶体振荡器的位置；每8路恒温晶体振荡器输出的频率信号分别经过缓冲器连接至一级8选1模拟开关，一级、二级、或三级副测试电路板控制一级8选1模拟开关，选择一路频率信号输出至二级8选1模拟开关，一级、二级、或三级副测试电路板控制二级8选1模拟开关，选择一路频率信号通过48针连接器连接至相应一级、二级或三级副测试电路板。

参照图5，每一块一级副测试电路板包含2个48针连接器插座、一级副测试电路板单片机、电压保护电路、开关电源电压调整电路和压控电压电路；恒温晶体振荡器的频率信号通过48针连接器传送至一级副测试电路板后通过同轴线连接至二级副测试电路板或三级副测试电路板；一级副测试电路板单片机通过串口线连接至三级副测试电路板；一级副测试电路板单片机与电压保护电路的DA芯片通信，调整DA芯片输出电压值，DA芯片输出连接至电压比较器的正向输入端，开关电源输出连接至电压比较器的负向输入端，电压比较器的输出连接至NMOS管栅极，NMOS管漏级连接开关电源输出，源极连接48针连接器插座为一级副测试电路板恒温晶体振荡器提供电源，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压低时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压高，输出高电平，NMOS管栅极接高电平，漏级、源极导通，开关电源输出电压为恒温晶体振荡器供电，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压高时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压低，输出低电平，NMOS管栅极接低电平，漏级、源极断开，恒温晶体振荡器供电断开，实现开关电源超压保护的功能；开关电源输出电压经过NMOS管后连接一级副测试电路板单片机，一级副测试电路板单片机进行采样，计算出电压值，实现开关电源电压测试功能；一级副测试电路板单片机与开关电源电压调整电路的DA芯片通信，调整开关电源电压调整电路的DA芯片输出电压值，通过电缆线连接至开关电源ADJ接口，实现开关电源输出电压的远程控制；一级副测试电路板单片机与压控电压电路的DA芯片通信，调整压控电压电路的DA芯片输出电压值，通过48针连接器插座连接至主测试电路板恒温晶体振荡器压控引脚，为恒温晶体振荡器提供可调的压控电压。

参照图6，每块二级副测试电路板包含2个48针连接器插座、单片机、电压保护电路、开关电源电压调整电路、压控电压电路以及二级副测试电路板频率传输电路；其中电压保护电路、开关电源电压调整电路、压控电压电路同一级副测试电路板，二级副测试电路板频率传输电路包含三级8选一模拟开关和四级8选一模拟开关，分老化测试箱所有一级副测试电路板频率输出同轴线以及二级副测试电路板频率输出通过同轴线连接三级8选一模拟开关输入端口，三级8选一模拟开关输出连接至四级8选一模拟开关输入，四级8选一模拟开关输出通过同轴线连接三级副测试电路板二级频率传输电路；二级副测试电路板单片机控制三级8选一模拟开关及四级8选一模拟开关选择导通相应通道，实现将分测试箱任意层主测试电路板频率信号导通至总测试箱三级副测试电路板二级频率传输电路。

参照图7，每块三级副测试电路板包含2个48针连接器插座、单片机、电压保护电路、开关电源电压调整电路、压控电压电路、三级副测试电路板一级频率传输电路、三级副测试电路板二级频率传输电路、通信电平转换电路；其中电压保护电路、开关电源电压调整电路、压控电压电路同一级副测试电路板，三级副测试电路板一级频率传输电路同二级副测试电路板频率传输电路，功能是将总测试箱任意层主测试电路板频率信号导通至总测试箱三级副测试电路板二级频率传输电路；三级副测试电路板二级频率传输电路包含五级8选一模拟开关，分老化测试箱频率传输电路输出及总老化测试箱三级副测试电路板一级频率传输电路输出作为输入，输出通过同轴线连接至频率计数器，单片机控制五级8选一模拟开关，选择分老化测试箱或总老化测试箱频率输出信号，导通至频率计数器。

在本实施例中，每两台开关电源为主测试电路板恒温晶体振荡器供电，共需要24块开关电源，在控制计算机内测试软件中选择恒温晶振供电电压值，点击调整按钮，控制单片机经通信电平转换电路接收到控制计算机发送来的电压转换指令，控制开关电源电压调整电路DA端口输出相应电压连接至24台开关电源控制端口，实现开关电源输出电压的远程控制。

在本实施例中，控制单片机经通信电平转换电路接收到控制计算机发送来的压控电压指令，控制压控电压电路DA端口输出相应电压连接至恒温晶体振荡器插座压控端口，实现恒温晶体振荡器压控电压的调整。

在本实施例中，将恒温晶体振荡器插装于主电路测试板恒温晶体振荡器插座内，将主测试电路板放置于老化测试箱内主测试板支架上向内滑动，使主测试电路板48针连接器插头插入相应副测试电路板48针连接器插座内，依次完成两台老化测试箱24块主电路测试板的插装操作，在控制计算机内测试软件中选择相应频率测试通道并勾选测试时序，打开存储文件，进行恒温晶体振荡器频率自动采集，测试软件通过控制计算机串口经通信电平转换电路向控制单片机发送频率通道控制指令，控制单片机收到指令后，改变I/O口状态，控制相应主测试电路板频率传输电路、二级副测试电路板频率传输电路、三级副测试电路板频率传输电路将所选通道频率信号导通至频率计数器，频率计数器参考铷原子钟频率信号，计算出恒温晶体振荡器频率值通过USB线传输至控制计算机，控制计算机将对应频率值存储至测试文件中。达到频率数据采样天数后，使用数据处理EXCEL宏自动判定恒温晶体振荡器老化指标是否合格，生成挑选文件，并进行挑选操作。

在本实施例中，在控制计算机内测试软件中选择相应电压测试通道并勾选测试时序，打开测试文件，进行开关电源电压自动测试，测试软件通过控制计算机串口经通信电平转换电路向控制单片机发送电压通道控制指令，控制单片机收到指令后，控制其AD端口采集并计算出开关电源电压值，通过通信电平转换电路将电压值传输至控制计算机，控制计算机将对应电压值存储至测试文件中。

在本实施例中，在控制计算机内测试软件中输入加电时间、断电时间及循环次数，进行恒温晶体振荡器自动开关机，测试软件通过控制计算机串口经通信电平转换电路向控制单片机发送恒温晶体振荡器加电控制指令，控制单片机收到指令后，控制开关电源电压保护电路将恒温晶体振荡器加电，等待所输入加电时长后，发送恒温晶体振荡器断电指令，控制单片收到指令后，控制开关电源电压保护电路将恒温晶体振荡器断电，等待所输入断电时长，此为一个循环，达到循环次数后终止测试。

在本实施例中，在副测试电路板上每一台恒温晶体振荡器供电开关电源都有独立的电压保护电路，当开关电源电压值超出设定值后，NMOS管切断恒温晶振供电，达到电压保护的作用。

Claims (8)

1.一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，包含一个总老化测试箱、多个分老化测试箱、控制计算机、开关电源、频率计数器及铷原子钟，其特征在于：所述总老化测试箱包含多个主测试电路板、多个一级副测试电路板和一个三级副测试电路板；分老化测试箱包含多个主测试电路板、多个一级副测试电路板和一个二级副测试电路板；主测试电路板上安装有多个恒温晶体振荡器；

控制计算机：用于向总老化测试箱的三级副测试电路板发送控制指令；还用于控制频率计数器的测量及数据读取，并根据恒温晶体振荡器的频率变化计算出老化指标并自动生成挑选文件，并将开关电源电压值存储至测试文件中；

总老化测试箱和分老化测试箱：分别用于安装放置所有的主测试电路板和副测试电路板及开关电源；

主测试电路板：插装于相应的老化测试箱内一级、二级或三级副测试电路板上，用于安装被测试的恒温晶体振荡器，将恒温晶体振荡器的频率信号导通至相应的一级、二级或三级副测试电路板；

分老化测试箱的一级副测试电路板：用于接收到控制指令后控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至相应的一级副测试电路板，再通过同轴线连接至二级副测试电路板；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令实现开关电源电压值的调整；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；还用于监测恒温晶振供电开关电源电压值，实现超压断电的功能；

主老化测试箱一级副测试电路板：用于接收到控制指令后控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至相应的一级副测试电路板，再通过同轴线连接至三级副测试电路板；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令控制开关电源输出电压值；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；还用于监测开关电源电压值，实现超压断电的功能；

二级副测试电路板：用于接收到控制指令后控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至二级副测试电路板；还用于接收所有分老化测试箱一级副测试电路板输出的频率信号，并选择相应的频率信号通过同轴线连接至三级副测试电路板；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令实现开关电源电压值的调整；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；还用于监测开关电源电压值，实现超压断电的功能；

三级副测试电路板：用于通过串口线与计算机相连，计算机的控制指令经通信电平转换后连接至总老化测试箱及分老化测试箱内所有的一级、二级副测试电路板；还用于根据控制指令控制相应的主测试电路板将所选通道恒温晶体振荡器的频率信号导通至三级副测试电路板，并接收总老化测试箱所有一级副测试电路板的频率输出信号以及分老化测试箱二级副测试电路板的频率输出信号，选择相应频率输出信号通过同轴线连接至频率计数器；还用于根据控制指令采集并计算出开关电源电压值，将电压值通过串口线传输至控制计算机；还用于根据控制指令实现开关电源电压值的调整；还用于根据控制指令实现恒温晶体振荡器压控电压的调整；

开关电源：用于为恒温晶体振荡器及整个老化自动测试系统供电；

频率计数器：测试输入接口通过同轴线与三级副测试电路板相连，外部频率标准输入接口通过同轴线与铷原子钟相连，通过串口线、USB线或者网线与控制计算机相连，用于测量恒温晶体振荡器的频率值，并将频率值传送至控制计算机。

铷原子钟：通过同轴线与频率计数器相连，为频率计数器提供外部频率标准。

2.如权利要求1所述的一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，其特征在于：所述老化测试箱体主体内含保温材料，箱体前面板设有前双开门，箱体后面板设有后双开门，箱体底部设有两层可伸缩滑轨，每层可伸缩滑轨上装有开关电源支架，每层电源支架上安装多台开关电源。

3.如权利要求1所述的一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，其特征在于：所述总老化测试箱和分老化老化测试箱内部包含副测试电路板支架和主测试电路板支架，主测试电路板支架为多层，每层放置多块主测试电路板，每个总老化测试箱和分老化测试箱的主测试电路板与副测试电路板个数相同。

4.如权利要求3所述的一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，其特征在于：主测试电路板和对应的副测试电路板通过48针连接器连接，所述48针连接器分为48针连接器插头和48针连接器插座两部分，主测试电路板上装有2个48针连接器插头，副测试电路板上装有2个48针连接器插座，副测试电路板安装于副测试电路板支架上，主测试电路板放置于主测试电路板支架上向内滑动，使主测试电路板48针连接器插头插入副测试电路板48针连接器插座内。

5.如权利要求1所述的一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，其特征在于：所述的主测试电路板包含2个48针连接器插头、多个恒温晶体振荡器插座和主测试电路板频率传输电路；恒温晶体振荡器安装在恒温晶体振荡器插座内，主测试电路板通过两个48针连接器插装于相应一级、二级或三级副电路测试板上；所述的主测试电路板频率传输电路包含多个缓冲器、多个LED指示灯、一级8选1模拟开关、二级8选1模拟开关以及多个8阶串行移位寄存器，8阶串行移位寄存器及8选一模拟开关通过48针连接器受控于相应一级、二级、或三级副测试电路板；多个8阶串行移位寄存器串联工作，每个8阶串行移位寄存器的输出信号控制缓冲器的使能端口并连接LED指示灯，缓冲器在8阶串行移位寄存器的控制下导通相应的恒温晶体振荡器，LED指示灯显示导通的恒温晶体振荡器的位置；每8路恒温晶体振荡器输出的频率信号分别经过缓冲器连接至一级8选1模拟开关，一级、二级、或三级副测试电路板控制一级8选1模拟开关，选择一路频率信号输出至二级8选1模拟开关，一级、二级、或三级副测试电路板控制二级8选1模拟开关，选择一路频率信号通过48针连接器连接至相应一级、二级或三级副测试电路板。

6.如权利要求1所述的一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，其特征在于：一级副测试电路板包含2个48针连接器插座、一级副测试电路板单片机、电压保护电路、开关电源电压调整电路和压控电压电路；恒温晶体振荡器的频率信号通过48针连接器传送至一级副测试电路板后通过同轴线连接至二级副测试电路板或三级副测试电路板；一级副测试电路板单片机通过串口线连接至三级副测试电路板；一级副测试电路板单片机与电压保护电路的DA芯片通信，调整DA芯片输出电压值，DA芯片输出连接至电压比较器的正向输入端，开关电源输出连接至电压比较器的负向输入端，电压比较器的输出连接至NMOS管栅极，NMOS管漏级连接开关电源输出，源极连接48针连接器插座为一级副测试电路板恒温晶体振荡器提供电源，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压低时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压高，输出高电平，NMOS管栅极接高电平，漏级、源极导通，开关电源输出电压为恒温晶体振荡器供电，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压高时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压低，输出低电平，NMOS管栅极接低电平，漏级、源极断开，恒温晶体振荡器供电断开，实现开关电源超压保护的功能；开关电源输出电压经过NMOS管后连接一级副测试电路板单片机，一级副测试电路板单片机进行采样，计算出电压值，实现开关电源电压测试功能；一级副测试电路板单片机与开关电源电压调整电路的DA芯片通信，调整开关电源电压调整电路的DA芯片输出电压值，通过电缆线连接至开关电源ADJ接口，实现开关电源输出电压的远程控制；一级副测试电路板单片机与压控电压电路的DA芯片通信，调整压控电压电路的DA芯片输出电压值，通过48针连接器插座连接至主测试电路板恒温晶体振荡器压控引脚，为恒温晶体振荡器提供可调的压控电压。

7.如权利要求1所述的一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，其特征在于：二级副测试电路板包含2个48针连接器插座、二级副测试电路板单片机、电压保护电路、开关电源电压调整电路、压控电压电路以及二级副测试电路板频率传输电路；恒温晶体振荡器的频率信号通过48针连接器传送至二级副测试电路板后通过同轴线连接至三级副测试电路板；二级副测试电路板单片机通过串口线连接至三级副测试电路板；二级副测试电路板单片机与电压保护电路的DA芯片通信，调整DA芯片输出电压值，DA芯片输出连接至电压比较器的正向输入端，开关电源输出连接至电压比较器的负向输入端，电压比较器的输出连接至NMOS管栅极，NMOS管漏级连接开关电源输出，源极连接48针连接器插座为主测试电路板恒温晶体振荡器提供电源，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压低时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压高，输出高电平，NMOS管栅极接高电平，漏级、源极导通，开关电源输出电压为恒温晶体振荡器供电，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压高时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压低，输出低电平，NMOS管栅极接低电平，漏级、源极断开，恒温晶体振荡器供电断开，实现开关电源超压保护的功能；开关电源输出电压经过NMOS管后连接二级副测试电路板单片机，二级副测试电路板单片机进行采样，计算出电压值，实现开关电源电压测试功能；二级副测试电路板单片机与开关电源电压调整电路的DA芯片通信，调整开关电源电压调整电路的DA芯片输出电压值，通过电缆线连接至开关电源ADJ接口，实现开关电源输出电压的远程控制；二级副测试电路板单片机与压控电压电路的DA芯片通信，调整压控电压电路的DA芯片输出电压值，通过48针连接器插座连接至主测试电路板恒温晶体振荡器压控引脚，为恒温晶体振荡器提供可调的压控电压；

二级副测试电路板频率传输电路包含三级8选一模拟开关和四级8选一模拟开关，分老化测试箱所有一级副测试电路板频率输出以及二级副测试电路板频率输出通过同轴线连接三级8选一模拟开关输入端口，三级8选一模拟开关输出连接至四级8选一模拟开关输入，四级8选一模拟开关输出通过同轴线连接三级副测试电路板二级频率传输电路；二级副测试电路板单片机控制三级8选一模拟开关及四级8选一模拟开关选择导通相应通道，实现将分测试箱任意层主测试电路板频率信号导通至总测试箱三级副测试电路板二级频率传输电路。

8.如权利要求4所述的一种恒温晶体振荡器老化自动测试系统，其特征在于：三级副测试电路板包含2个48针连接器插座、三级副测试电路板单片机、电压保护电路、开关电源电压调整电路、压控电压电路、三级副测试电路板一级频率传输电路、三级副测试电路板二级频率传输电路以及通信电平转换电路；

恒温晶体振荡器的频率信号通过48针连接器传送至三级副测试电路板一级频率传输电路后通过同轴线连接至三级副测试电路板二级频率传输电路；通信电平转换电路通过串口线连接控制计算机与三级副测试电路单片机；三级副测试电路板单片机与电压保护电路的DA芯片通信，调整DA芯片输出电压值，DA芯片输出连接至电压比较器的正向输入端，开关电源输出连接至电压比较器的负向输入端，电压比较器的输出连接至NMOS管栅极，NMOS管漏级连接开关电源输出，源极连接48针连接器插座为主测试电路板恒温晶体振荡器提供电源，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压低时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压高，输出高电平，NMOS管栅极接高电平，漏级、源极导通，开关电源输出电压为恒温晶体振荡器供电，当开关电源输出电压值比电压保护电路DA芯片输出电压高时，电压比较器正向输入端电压比负向输入端电压低，输出低电平，NMOS管栅极接低电平，漏级、源极断开，恒温晶体振荡器供电断开，实现开关电源超压保护的功能；开关电源输出电压经过NMOS管后连接三级副测试电路板单片机，三级副测试电路板单片机进行采样，计算出电压值，实现开关电源电压测试功能；三级副测试电路板单片机与开关电源电压调整电路的DA芯片通信，调整开关电源电压调整电路的DA芯片输出电压值，通过电缆线连接至开关电源ADJ接口，实现开关电源输出电压的远程控制；三级副测试电路板单片机与压控电压电路的DA芯片通信，调整压控电压电路的DA芯片输出电压值，通过48针连接器插座连接至主测试电路板恒温晶体振荡器压控引脚，为恒温晶体振荡器提供可调的压控电压；

三级副测试电路板一级频率传输电路包含三级8选一模拟开关和四级8选一模拟开关，总老化测试箱一级副测试电路板频率输出以及三级副测试电路板对应的恒温晶体振荡器频率输出通过同轴线连接三级8选一模拟开关输入端口，三级8选一模拟开关的输出连接至四级8选一模拟开关的输入，四级8选一模拟开关输出通过同轴线连接三级副测试电路板二级频率传输电路；三级副测试电路板单片机控制三级8选一模拟开关及四级8选一模拟开关选择导通相应通道；三级副测试电路板二级频率传输电路包含五级8选一模拟开关，将分老化测试箱频率传输电路输出及总老化测试箱三级副测试电路板一级频率传输电路的输出，通过同轴线连接至频率计数器，三级副测试电路板单片机控制五级8选一模拟开关，选择分老化测试箱或总老化测试箱频率输出信号，导通至频率计数器。