CN201429673Y - 晶体振荡器综合测试设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种晶体振荡器综合测试设备。包括机箱，所述机箱内安装有主控MCU模块和有源晶振接口模块，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有多个检测单元，所述主控MCU模块还连接有操控单元和数据显示单元。本实用新型将晶体振荡器各类检测装置集成为一体，使之模块化，减少了繁琐的连线；由微处理器控制各检测单元对晶体振荡器进行检测，省去了繁琐的人工操作，可自动完成多个项目的检测，也可以对其中某个单项进行检测，并由主控MCU模块进行数据分析，通过LED屏将检测结果显示出来，可方便的判断产品是否合格，极大的提高工作效率和测量数据的准确性，减少了检测时的人为干扰。

Description

晶体振荡器综合测试设备
技术领域
本实用新型涉及一种测试设备，特别是一种用于恒温晶体振荡器及数字温补晶体振荡器等高精度时钟源的检测设备。
背景技术
晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台、微波通信设备、程控交换机，移动电话发射台，高档测试设备、GPS、卫星通信、遥控移动等设备上，作为这些设备的基准参考频率源。因此，晶体振荡器本身的精度要求极高，为保证其精度，对晶体振荡器检测手段的要求也极为严格。但是，目前晶体振荡器在进行特性参数测试及性能检测时，要使用到如可调电源、万用表、示波器、频率计及压控电压发生器等诸多设备，需要人进行繁琐的操作及连接大量的电缆，并需要对检测到的数据进行人工记录、分析和整理；特别是，对于高于5MHz输出频率范围的晶体振荡器来说，大量的设备、连线和过多的人工操作会对检测结果造成影响，从而导致测量结果不准确、测量效率低及人为因素干扰多等缺点。
实用新型内容
为了解决上述的问题，本实用新型的目的在于提供一种检测准确度高、测量效率高、且人为干扰少的晶体振荡器综合测试设备。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：
一种晶体振荡器综合测试设备，包括机箱，所述机箱内安装有主控MCU模块和有源晶振接口模块，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有多个检测单元，所述主控MCU模块还连接有操控单元和数据显示单元。
作为上述技术方案的改进，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有频率检测单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有占空比检测单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有峰值检测单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有电压产生及测量单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控MCU模块与电压产生及测量单元之间连接有工作电流检测单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有压控电压产生及测量单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有输出负载产生单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述检测单元包括频率检测单元、占空比检测单元、峰值检测单元、电压产生及测量单元、压控电压产生及测量单元及输出负载产生单元，所述主控MCU模块与电压产生及测量单元之间连接有工作电流检测单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述操控单元为键盘。
本实用新型的有益效果是：本实用新型将晶体振荡器各类检测装置集成为一体，使之模块化，减少了繁琐的连线；由微处理器控制各检测单元对晶体振荡器进行检测，省去了繁琐的人工操作，可自动完成多个项目的检测，如对频率开机特性、频率压控特性、频率负载特性、电源特性、频率准确度、波形占空比、波形峰峰值、开机电流及工作电流等敏感参数的检测，也可以对其中某个单项参数进行检测，并由主控MCU模块进行数据分析，通过LED屏将检测结果显示出来，可方便的判断产品是否合格，极大的提高工作效率和测量数据的准确性，减少了检测时的人为干扰。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型的功能架构框图；
图2是本实用新型的占空比检测电路原理图；
图3是本实用新型的峰值检测电路原理图；
图4是本实用新型的电压产生及测量电路原理图；
图5是本实用新型的工作电流检测电路原理图。
具体实施方式
参照图1、一种晶体振荡器综合测试设备，包括机箱，所述机箱内安装有主控MCU模块和有源晶振接口模块，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有多个检测单元，所述主控MCU模块还连接有操控单元和数据显示单元，所述的主控MCU模块使用含有DAC和ADC及通用UART的ARM7芯片。
作为优选实施方式，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有频率测量单元、占空比测试单元、峰值检测单元、电压产生及测量单元、压控电压产生及测量单元及输出负载产生单元，所述主控MCU模块与电压产生及测量单元之间连接有工作电流检测单元。当然，本实用新型检测单元也可以仅包括其中一种检测单元，作为单一检测仪器使用。
所述频率测量单元使用大规模可编程逻辑器件CPLD实现准同步计数测频逻辑，并通过CPLD内部实现的SPI接口与主控MCU通讯，将计数数据读入MCU中，从而计算出被测有源晶体振荡器频率。参考图2，所述占空比测试单元使用积分电路对被测频率波形电压进行积分，将积分电压与被测频率幅值比较，算得方波占空比。其运算放大器(U41)使用OP07。
参考图3，所述峰值检测单元其运算放大器(U51)使用OPA2356，运算放大器(U52)使用OP07，运算放大器输出限幅保护后与主控MCU模块的ADC相连以进行峰值检测。
参考图4，所述电压产生及测量单元使用可调稳压芯片在MCU的可调占空比波形产生的可控电压控制下，实现3V～6V的可调恒压源，为有源振荡器提供工作电压；并使用ADC采集其输出电压，由MCU换算ADC采集的量化电压获得实际电压数值。具体的，主控MCU的PWM输出占空比波形滤波驱动放大后控制稳压芯片LM317(U61)输出恒压电压，稳压芯片LM317(U61)的Vout连接有源晶体振荡器接口的电源，从而为有源晶体振荡器供电，功率芯片LM317(U61)的输出Vout经过电阻(R65、R67)分压限幅、限流后连结到主控MCU(1)的ADC以测量电压是否准确。
参考图5，所述工作电流检测单元让工作电流流经0.1欧姆高精度功率检流电阻，并使用运算放大器放大检流电阻的电压信号供ADC采集，经MCU换算由ADC采集的量化检流电压，以获得实际电流数值。其运算放大器(U71)使用OP07，其+V连接系统输入电源，Vin连接工作电压产生、测量单元(5)，运算放大器(U71)输出(AD1)限幅保护后与主控MCU的ADC相连以进行电流检测。
所述压控电压产生及测量单元使用MCU的可调占空比波形控制运放电路，输出±5V可控电压作为有源振荡器压控电压，压控电压经运算放大器调整为0～3V后供ADC采集，经MCU换算由ADC采集的量化电压，以获得实际压控电压数值。
所述输出负载产生单元由MCU的可调占空比波形产生并输出0～5V的可控电压，控制超高频变容二级管产生5pf～30pf的连续可调容性负载，输出负载产生单元的输出连接有源晶体振荡器接口的频率输入，并将负载加载到有源晶体振荡器的频率输出中。
同样，所述的操控单元为一个键盘，方便参数培植和操作，当然，还可以通过连接到PC上，由PC配置相应测试流程到主控MCU，由其控制整个检测过程。
作为优选的，所述数据显示单元在本实施例中为一个LED显示单元，其采用128*64黑白点阵液晶显示器，显示各种提示信息及测量数据。当然，也可以通过通讯总线将测量结果传输到PC或其他设备上显示。
上述各种功能模块电路在主控MCU的控制下，自动完成所有晶体振荡器的测试流程；也可在测试人员的控制下，单步测试所有功能。即可实现频率开机特性、频率压控特性、频率负载特性、频率电源特性、频率准确度、波形占空比、波形峰峰值、开机电流、工作电流等相应的测试流程，可只测某一项，也可同时测多项功能；可以在电脑PC的控制下测试也可脱机测试，亦可在键盘的控制下测试。本实用新型对比配置参数与测量数据自动判定被测晶体振荡器是否合格。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，只要其以基本相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1、一种晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：包括机箱，所述机箱内安装有主控MCU模块和有源晶振接口模块，所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接有多个检测单元，所述主控MCU模块还连接有操控单元和数据显示单元。
2、根据权利要求1所述的晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接的检测单元包括有频率检测单元。
3、根据权利要求1所述的晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接的检测单元包括有占空比检测单元。
4、根据权利要求1所述的晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接的检测单元包括有峰值检测单元。
5、根据权利要求1所述的晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接的检测单元包括有电压产生及测量单元。
6、根据权利要求5所述的晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：所述主控MCU模块与电压产生及测量单元之间连接有工作电流检测单元。
7、根据权利要求1所述的晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接的检测单元包括有压控电压产生及测量单元。
8、根据权利要求1所述的晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：所述主控MCU模块与有源晶振接口模块之间连接的检测单元包括有输出负载产生单元。
9、根据权利要求1所述的晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：所述检测单元包括频率检测单元、占空比检测单元、峰值检测单元、电压产生及测量单元、压控电压产生及测量单元及输出负载产生单元，所述主控MCU模块与电压产生及测量单元之间连接有工作电流检测单元。
10、根据权利要求1所述的晶体振荡器综合测试设备，其特征在于：所述操控单元为键盘。
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