CN112821892A - 恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及恒温晶振的领域，尤其是涉及一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路及方法，所述一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路包括MCU、用于向MCU输入频率调整数值和拐点电阻调整数值并显示待调整恒温晶振当前频率数值和当前拐点电阻数值的调整显示电路以及用于使待调整恒温晶振与MCU相匹配连接的接口匹配电路，接口匹配电路连接有用于测量待调整恒温晶振输出频率的频率检测设备，接口匹配电路和调整显示电路均与MCU相连。本申请具有可以提高恒温晶振频率和拐点调试的精确度的效果。
Description
技术领域
本申请涉及恒温晶振的领域，尤其是涉及一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路及方法。
背景技术
恒温晶振全称为恒温晶体振荡器，是将直流信号转换为周期性振荡信号的转换元件，其利用晶体器件特有的温度平滑拐点特性，对恒温晶振设定拐点，使温度恒定，从而达到谐振频率的稳定性。这种晶振在生产过程中，由于每只晶振的拐点都不一致，因此需要利用电阻与之匹配来调整温控点，而且需要花费较多的时间进行调试，从而确定恒温晶振的拐点。
在传统生产工艺中，一般采用人工的方式来调试晶振的温度拐点，这就需要操作人员具有相当熟练的工作经验，调试过程分为接通产品电源，设置拐点电位器，等待30分钟产品加热，依据经验调节电位器、记录频率和电阻值，然后观察频率变化的大小和趋势。以上步骤需要重复多次才能确定频率变化最小的拐点处，之后用万用表测量电位器的电阻值，得出恒温晶振的拐点电阻对应的数值。
针对上述中的相关技术，发明人认为人工调试的方法具有耗时长、精确度较差的缺陷。
发明内容
为了提高恒温晶振频率和拐点调试的精确度，本申请提供了一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路及方法。
本申请提供的一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路及方法，采用如下的技术方案：
一种恒温晶振频率和拐点智能调整电路，包括MCU、用于向MCU输入频率调整数值和拐点电阻调整数值并显示待调整恒温晶振当前频率数值和当前拐点电阻数值的调整显示电路以及用于使待调整恒温晶振与MCU相匹配连接的接口匹配电路，接口匹配电路连接有用于测量待调整恒温晶振输出频率的频率检测设备，接口匹配电路和调整显示电路均与MCU相连。
通过采用上述技术方案，将恒温晶振通过接口匹配电路与MCU相连接，MCU获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，并在调整显示电路中进行显示；将频率检测设备与接口匹配电路相连，频率检测设备检测待调整恒温晶振的输出频率，并将输出频率在频率检测设备上进行显示；工作人员将待调整恒温晶振的当前频率数值和标准频率数值对比并计算频率误差值，根据恒温晶振的输出频率得出拐点，然后根据输出频率、频率误差值以及拐点通过调整显示电路调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值，相比传统恒温晶振调试方法，通过电路调试可以精确的进行调整，使恒温晶振频率和拐点电阻数值的调试结果更加准确，而且无需多次重复进行测试，可以节约调试时间。
可选的，所述MCU还连接有用于调整所述待调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值的数字调整电路，所述数字调整电路与待调整恒温晶振相连。
通过采用上述技术方案，调试内部无数字电位器的恒温晶振时，将恒温晶振与接口匹配电路相连后，将数字调整电路与恒温晶振的恒温槽相连，然后进行调试，通过增加数字调整电路，使恒温晶振频率和拐点的智能调整电路可以适用于多种类型恒温晶振。
可选的，还包括稳压电路，所述MCU、调整显示电路以及数字调整电路均与稳压电路相连。
通过采用上述技术方案，稳压电路将输入电源进行稳压处理后为MCU、调整显示电路以及数字调整电路进行供电，使供电电压相对纯净稳定，提高了恒温晶振频率和拐点智能调整电路的运行稳定性。
可选的，所述接口匹配电路包括用于安装若干封装尺寸的待调整恒温晶振的基座电路。
通过采用上述技术方案，基座电路可以使多种不同尺寸的待调整恒温晶振连接在接口匹配电路中，进而使待调整恒温晶振与MCU相连接，实现了多种封装尺寸的待调整恒温晶振频率数值和拐点电阻数值的调整。
可选的，所述接口匹配电路还包括用于调整待调整恒温晶振使能电压的压控电路，所述压控电路与基座电路相连。
通过采用上述技术方案，压控电路可以调整输出电压，使接口匹配电路可以安装不同使能电压的恒温晶振，进而增加了恒温晶振频率和拐点智能调整控制电路可以调整的恒温晶振的类型。
可选的，所述调整显示电路包括用于显示所述待调整恒温晶振频率数值和拐点电阻数值的显示电路和用于输入待调整恒温晶振频率数值和拐点电阻数值的输入电路。
通过采用上述技术方案，使用显示电路和输入电路构成调整显示电路，其中显示电路是采用液晶显示器为核心的显示电路，具有显示清晰的特点；输入电路是采用按键为核心的输入电路，具有电路结构简单的特点。
可选的，所述频率检测设备通过UART串口连接有上位机，所述上位机还与MCU通过UART串口相连。
通过采用上述技术方案，将频率检测设备与上位机相连，上位机通过UART串口采集频率检测设备检测到的恒温晶振的输出频率，通过上位机内部的算法直接计算出恒温晶振的频率调整数值和拐点电阻数值，然后上位机通过UART串口将恒温晶振的频率调整数值和拐点电阻数值发送至MCU，由MCU自动调整恒温晶振的频率和拐点电阻。
可选的，
MCU获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，计算所述当前频率数值与标准频率数值的频率误差值；
频率检测设备测量并输出所述待调整恒温晶振的输出频率；
根据所述待调整恒温晶振的输出频率获取所述输出频率的波形，根据所述输出频率的波形得出所述待调整恒温晶振的拐点；
根据所述输出频率的波形、所述频率误差值以及所述拐点获取频率调整数值和拐点电阻调整数值；
通过调整显示电路向所述待调整恒温晶振输入所述频率调整数值和拐点电阻调整数值；
通过采用上述技术方案，首先MCU获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值并在调整显示电路中进行显示，然后使用频率检测设备检测带调整恒温晶振的输出频率，工作人员将待调整恒温晶振的当前频率数值和标准频率数值对比并计算频率误差值，将恒温晶振的输出频率的数值制成图形得到待调整恒温晶振的拐点，并根据输出频率、频率误差值以及拐点得出频率调整数值和拐点电阻调整数值，然后将频率调整数值和拐点电阻调整数值固化至恒温晶振中，相比传统恒温晶振调试方法，具有可以使调试结果更加准确的特点。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.将恒温晶振通过接口匹配电路与MCU相连接，MCU获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，并在调整显示电路中进行显示；将频率检测设备与接口匹配电路相连，频率检测设备检测待调整恒温晶振的输出频率，并将输出频率在频率检测设备上进行显示；工作人员将待调整恒温晶振的当前频率数值和标准频率数值对比并计算频率误差值，根据恒温晶振的输出频率得出拐点，然后根据输出频率、频率误差值以及拐点通过调整显示电路调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值，相比传统恒温晶振调试方法，通过电路调试可以精确的进行调整，使恒温晶振频率和拐点电阻数值的调试结果更加准确，而且无需多次重复进行测试，可以节约调试时间；
2.首先MCU获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值并在调整显示电路中进行显示，然后使用频率检测设备检测带调整恒温晶振的输出频率，工作人员将待调整恒温晶振的当前频率数值和标准频率数值对比并计算频率误差值，将恒温晶振的输出频率的数值制成图形得到待调整恒温晶振的拐点，并根据输出频率、频率误差值以及拐点得出频率调整数值和拐点电阻调整数值，然后将频率调整数值和拐点电阻调整数值固化至恒温晶振中，相比传统恒温晶振调试方法，具有可以使调试结果更加准确的特点；
3.将频率检测设备与上位机相连，上位机通过UART串口采集频率检测设备检测到的恒温晶振的输出频率，通过上位机内部的算法直接计算出恒温晶振的频率调整数值和拐点电阻数值，然后上位机通过UART串口将恒温晶振的频率调整数值和拐点电阻数值发送至MCU，由MCU自动调整恒温晶振的频率和拐点电阻。
附图说明
图1是本申请实施例的恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路的电路原理框图。
图2是本申请实施例提供的恒温晶振频率和拐点的智能调整控制方法 的流程框图。
附图标记说明：1、MCU；2、接口匹配电路；21、基座电路；22、压控电路；3、频率检测设备；4、调整显示电路；41、输入电路；42、显示电路；5、数字调整电路；6、稳压电路；7、上位机。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-2及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路。
参照图1，恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路包括作为控制中枢的MCU1，MCU1连接有接口匹配电路2，接口匹配电路2用于使MCU1和恒温晶振的接口相互匹配，将恒温晶振与MCU1相连；接口匹配电路2连接有频率检测设备3，频率检测设备3用于检测恒温晶振的输出频率，并可将输出频率显示在频率检测设备3的显示屏上，其中频率检测设备3为频率计。
MCU1还连接有调整显示电路4，调整显示电路4包括输入电路41和显示电路42。输入电路41用于用户输入待调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值。输入电路41可以选用按键输入形式，输入电路41还可选用虚拟按键输入，例如触摸屏输入等。显示电路42是以液晶显示屏为核心的显示电路，输入电路41与MCU1的输入端相连，显示电路42与MCU1的输出端相连，显示电路42用于显示待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值和用户输入的待调整恒温晶振的频率调整数值和拐点电阻调整数值。
输入电路41还可以为MCU1提供按键输入信号，使MCU1通过接口匹配电路2获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，然后MCU1将待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值发送至显示电路42进行实时显示。
频率检测设备3检测待调整恒温晶振的输出频率，并将输出频率在频率检测设备3的显示屏上进行显示，工作人员将待调整恒温晶振的频率数值和标准频率数值进行对比并计算频率误差值，将输出频率的频率数值制成曲线得出待调整恒温晶振的拐点，然后根据频率误差值通过输入电路41输入待调整恒温晶振的频率调整数值，根据拐点通过输入电路41输入待调整恒温晶振内的数字电位器，进而控制恒温晶振内的加热槽，使待调整恒温晶振工作在拐点上，同时，频率调整数值和拐点电阻调整数值在显示电路42中实时显示。调整完成后，MCU1响应输入电路41的按键动作，将经过调整后的频率调整数值和拐点电阻调整数值通过接口匹配电路2固化到待调整恒温晶振中，然后再次通过输入电路41使MCU1获取待调整恒温晶振经过调整后的当前频率数值和当前拐点电阻数值，并送至显示电路42进行显示。
例如，显示电路42显示出待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值后，工作人员将待调整恒温晶振的当前频率数值与标准频率数值进行对比，当待调整恒温晶振的当前频率数值大于标准数值时，操作人员通过输入电路41使当前频率数值减小；当待调整恒温晶振的当前频率数值小于标准数值时，操作人员通过输入电路41使当前频率数值增大。
进一步地，参照图1，MCU1还连接有以数字电位器为核心的数字调整电路5，数字调整电路5通过I2C总线与MCU1相连，数字调整电路5用于调整内部无数字电位器的待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，上述恒温晶振与接口匹配电路2相连后，数字调整电路5与待调整恒温晶振内部的加热槽相连，MCU1通过I2C总线控制数字调整电路5，由数字调整电路5对待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值进行调整。
通过增加数字调整电路5，可以使恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路对内置数字电位器的恒温晶振和内部无数字电位器的恒温晶振均可以进行频率数值和拐点电阻数值的调整。
参照图1，接口匹配电路2包括基座电路21和压控电路22，基座电路21和压控电路22相连，基座电路21与频率检测设备3相连。其中，基座电路21可以包括多个不同尺寸的PCB基座，用于安装不同封装尺寸的恒温晶振。例如，目前的恒温晶振的封装尺寸有20×20mm、25×25mm、36×27mm等，通过基座电路21可以将不同封装尺寸的恒温晶振与MCU1相连接，实现智能调整多种型号恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值。
压控电路22用于调整部分有源恒温晶振的使能电压，通过增加压控电路22可以使接口匹配电路2适用于不同使能电压的恒温晶振，以增加恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路可调整的恒温晶振的类型。
参照图1，恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路还包括稳压电路6，MCU1、显示电路42以及数字调整电路5均与稳压电路6相连，稳压电路6为MCU1、显示电路42以及数字调整电路5提供经过稳压处理后的电源输入，提高恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路的运行稳定性。
进一步地，参照图1，频率检测设备3通过UART串口连接有上位机7，上位机7还与MCU1通过UART串口相连，上位机7通过URAT串口获取频率检测设备3采集的待调整恒温晶振的输出频率，然后上位机7根据输出频率确定出待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，计算待调整恒温晶振的当前频率数值与标准频率数值的频率误差值，然后将频率误差值和拐点电阻数值代入到上位机7内预设的数据库中，根据数据库中预先存储的频率误差值与频率调整数值的对应数据，得出频率调整数值和拐点电阻调整数值，上位机7通过UART串口向MCU1发送指令，MCU1根据上位机7发送的指令对待调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值进行自动调整，对于内部包含数字电位器的待调整恒温晶振，MCU1通过I2C总线控制待调整恒温晶振内部的数字电位器，进而自动调整待调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值。对于内部不包含数字电位器的待调整恒温晶振，MCU1通过I2C总线控制数字调整电路5，通过数字调整电路5调整待调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值。
本申请实施例一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路的实施原理为：将恒温晶振通过接口匹配电路2与MCU1相连，MCU1响应输入电路41的按键动作，通过接口匹配电路2获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，并由MCU1将待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值送至显示电路42进行显示。频率检测设备3检测待调整恒温晶振的输出频率，并将输出频率在频率检测设备3的显示屏上进行显示，工作人员将待调整恒温晶振的当前频率数值和标准频率数值对进行比并计算频率误差值，将输出频率的频率数值制成曲线得出恒温晶振的拐点，然后根据频率误差值通过输入电路41输入待调整恒温晶振的频率调整数值，根据拐点通过输入电路41调整待调整恒温晶振内的数字电位器，进而控制恒温晶振内的加热槽，使待调整恒温晶振工作在拐点上，同时，经过频率调整数值和拐点电阻调整数值在显示电路42中实时显示，调整完成后，MCU1响应输入电路41的按键动作，将频率调整数值和拐点电阻调整数值通过接口匹配电路2固化到恒温晶振中，然后再次通过输入电路41使MCU1获取待调整恒温晶振经过调整后的频率数值和拐点电阻数值，并送至显示电路42进行显示。
图2是本申请实施例的一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制方法 的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S100，MCU获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，计算当前频率数值与标准频率数值的频率误差值；
具体的，MCU1响应输入电路41的按键动作，通过接口匹配电路2获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，然后将当前频率数值和当前拐点电阻数值在显示电路42中进行显示，将待调整恒温晶振的当前频率数值与恒温晶振的标准频率数值进行对比并计算出频率误差值。
步骤S200，频率检测设备测量并输出待调整恒温晶振的输出频率；
具体的，通过频率检测设备3在预定时间内持续检测待调整恒温晶振的输出频率，并将待调整恒温晶振的输出频率在频率检测设备3上显示。
步骤S300，根据待调整恒温晶振的输出频率获取输出频率的波形，根据输出频率的波形得出待调整恒温晶振的拐点。
具体的，将待调整恒温晶振输出频率的数值制成图形，得出待调整恒温晶振的拐点。
步骤S400，根据输出频率的波形、频率误差值以及拐点获取频率调整数值和拐点电阻调整数值。
具体的，当频率误差值为正值时，将恒温晶振的频率数值减小，当频率误差值为负值时，将恒温晶振的频率数值增加，直至恒温晶振的频率值与输出频率接近，得出最终频率调整数值；根据待调整恒温晶振的拐点，确定待调整恒温晶振拐点位置对应的温度值，进而确定出拐点电阻调整数值。
步骤S500，通过调整显示电路向待调整恒温晶振输入频率调整数值和拐点电阻调整数值。
具体的，当待调整恒温晶振内置数字电位器时，MCU1通过I2C总线调整待调整恒温晶振内置的数字电位器的阻值，进而调整待调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值，然后将频率调整数值和拐点电阻调整数值在显示电路42中进行显示；当待调整恒温晶振内部无数字电位器时，MCU1通过I2C总线控制数字调整电路5，通过数字调整电路5对待调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻调整数值进行调整，然后将频率调整数值和拐点电阻调整数值在显示电路42中进行显示。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (8)
1.一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路，其特征在于：包括MCU（1）、用于向MCU（1）输入频率调整数值和拐点电阻调整数值并显示待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值的调整显示电路（4）以及用于使待调整恒温晶振与MCU（1）相匹配连接的接口匹配电路（2），接口匹配电路（2）连接有用于测量待调整恒温晶振输出频率的频率检测设备（3），接口匹配电路（2）和调整显示电路（4）均与MCU（1）相连。
2.根据权利要求1所述的一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路，其特征在于：所述MCU（1）还连接有用于调整所述待调整恒温晶振的频率数值和拐点电阻数值的数字调整电路（5），所述数字调整电路（5）与待调整恒温晶振相连。
3.根据权利要求2所述的一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路，其特征在于：还包括稳压电路（6），所述MCU（1）、调整显示电路（4）以及数字调整电路（5）均与稳压电路（6）相连。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路，其特征在于：所述接口匹配电路（2）包括用于安装若干封装尺寸的待调整恒温晶振的基座电路（21）。
5.根据权利要求4所述的一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路，其特征在于：所述接口匹配电路（2）还包括用于调整待调整恒温晶振使能电压的压控电路（22），所述压控电路（22）与基座电路（21）相连。
6.根据权利要求5所述的一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路，其特征在于：所述调整显示电路（4）包括用于显示所述待调整恒温晶振频率数值和拐点电阻数值的显示电路（42）和用于输入待调整恒温晶振频率数值和拐点电阻数值的输入电路（41）。
7.根据权利要求1所述的一种恒温晶振频率和拐点的智能调整控制电路，其特征在于：所述频率检测设备（3）通过UART串口连接有上位机（7），所述上位机（7）还与MCU（1）通过UART串口相连。
8.一种应用如权利要求1至7任一项所述电路的恒温晶振频率和拐点的智能调整控制方法，其特征在于，包括：
MCU（1）获取待调整恒温晶振的当前频率数值和当前拐点电阻数值，计算所述当前频率数值与标准频率数值的频率误差值；
频率检测设备（3）测量并输出所述待调整恒温晶振的输出频率；
根据所述待调整恒温晶振的输出频率获取所述输出频率的波形，根据所述输出频率的波形得出所述待调整恒温晶振的拐点；
根据所述输出频率的波形、所述频率误差值以及所述拐点获取频率调整数值和拐点电阻调整数值；
通过调整显示电路（4）向所述待调整恒温晶振输入所述频率调整数值和拐点电阻调整数值。
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