一种数字温度补偿晶体振荡器的生产调测系统及调试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于晶体振荡器测试领域，涉及一种晶体振荡器的生产调试系统，具体地 说是一种数字温度补偿晶体振荡器的生产调测系统，本发明还提供了上述生产调测系统的 调试方法。
【背景技术】
[0002] 数字温度补偿晶体振荡器是一种高精度、高稳定度的频率信号产生器件，由于温 度补偿过程数字化，在生产过程需要进行频繁的频率测量和大量的数据操作。目前的生产 设备主要采用轮流调测的生产方式，使用频率计数器完成频率测量，每次只能对一个或几 个产品同时进行调测，这种调测生产方式严重制约了生产效率。为了解决目前晶体振荡器 调测生产效率较低的问题，需要开发更高效的生产调测设备。例如，公开号为 CN101609126B，名称为"温度补偿晶体振荡器的自动测试系统"的中国专利就提供了一种温 度补偿晶体振荡器的自动测试系统，但该系统具有以下的缺陷： (1) 晶振选通模块由多个解码器和多路选择开关构成，工作时计算机只能依靠晶振选 通模块选择一个待测晶体振荡器依靠频率计数器对其完成频率测试，这种使用选通模块轮 流选中产品进行测试的方法，生产效率低下，严重制约着产量的提高； (2) 晶振选通模块放置在温箱内，在实际生产过程中，温箱内的温度在高低温间不断循 环，大大增加了选通模块的损坏率，会对系统的使用周期及生产过程产生影响； (3) 以频标为基准，使用频率计数器对输出信号进行频率测量，频率计数器只能实时的 对一路输入信号进行频率测量，这种频率的测量方法成本较大、效率较低，也是限制生产效 率提高的一个重要因素； (4) 数据传输模块将数字信号转换成模拟电平信号，模拟电平信号容易受到周围各种 电平信号、磁场等干扰，会对补偿效果产生影响，且不适合数字温度补偿晶体振荡器的调测 生产； (5) 温度控制单元为单片机，在工作时采用PID算法控制温度的变化及稳定，在实际使 用中，需根据温箱的实际情况，不断进行试验校准才能找到最合适的PID算法值，加大了系 统的使用难度。
【发明内容】
[0003] 为解决现有技术中存在的以上不足，本发明提供了一种数字温度补偿晶体振荡器 的生产调测系统，能够同时对多个数字温度补偿晶体振荡器进行频率测量及数据采集，极 大提尚了调测效率。
[0004] 本发明还提供了一种上述调测系统的调试方法，此调试方法适用于数字温度补偿 晶体振荡器的生产调测，与上述调测系统相结合，调测过程更为简单、快捷，检测结果更为 精准。
[0005] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下： 一种数字温度补偿晶体振荡器的生产调测系统，它包括： 包括高低温试验箱、至少一组用于待测晶体振荡器放置并引出每个待测晶体振荡器信 号的待测产品载板、用于测量待测晶体振荡器输出频率并作为系统控制中心的测频及主控 模块、外部控制中心;所述待测产品载板设于高低温试验箱内，包括至少一个用于放置待 测晶体振荡器的放置板，以及一个用于选通放置有待测晶体振荡器放置板的选通模块，所 述选通模块接收测频及主控模块的控制信号选通每组待测产品载板中对应的放置板，所述 测频及主控模块与外部控制中心相通信。
[0006] 作为对本发明的限定:所述测频及主控模块包括主控板、稳压电源、频标，所述主 控板与外部控制中心相连，稳压电源的输出端通过系统电源输入线连接主控板的电源端， 频标的信号输出端通过标准频率输入线连接主控板，为主控板提供工作时钟，并作为测频 测量的标准时钟。
[0007] 作为对本发明的进一步限定：所述外部控制中心通过系统调试总线与主控板相 连，还通过高低温试验箱控制总线与高低温试验箱相连； 所述主控板分别通过载板电源线连接每组待测产品载板的电源输入端口，通过载板控 制及调测总线连接待测产品载板的载板控制及调测总线端口，通过载板频率信号输出线连 接待测产品载板的频率信号输出端口。
[0008] 本发明还提供了上述一种数字温度补偿晶体振荡器的生产调测系统的一种调试 方法，基于上述的一种数字温度补偿晶体振荡器的生产调测系统完成调试，包括以下步骤： 一、 待测晶体振荡器放置:将所有待测晶体振荡器放置于高低温试验箱内的放置板上； 二、 系统功能检测:外部控制中心检查系统的频率测量功能，将所有待测晶体振荡器设 置进入调试模式，并检查能否与所有待测晶体振荡器建立通信； 三、 待测晶体振荡器调测:外部控制中心直接控制所述一种数字温度补偿晶体振荡器 的生产调测系统进入调测工作，对所有放置好的待测晶体振荡器进行频率调测，并将调测 后的数据进行拟合、转化，然后将转化后生成的数据分别写入对应的待测晶体振荡器； 四、 晶体振荡器检测:完成步骤一、步骤二、步骤三后，外部控制中心直接控制一种数字 温度补偿晶体振荡器的生产调测系统进入检测工作，对所有放置好的待测晶体振荡器进行 频率检测，并根据频率检测结果筛选出不合格的晶体振荡器。
[0009] 作为对上述方法的限定:所述步骤三包括以下步骤： 31) 中心电容校准:根据待测晶体振荡器的输出频率对其中心电容进行调整，使用折半 查找法遍历中心电容值的整个范围，找到每个待测晶体振荡器最合适的中心电容值，使其 输出频率达到要求的频率范围； 32) 为高低温试验箱设置调试运行程式:设置高低温试验箱在调试工作时的运行程式， 运行程式分为恒温段和变温段，其中恒温段的温度为调测温度点，在整个温度范围内按照 固定的温度间隔设置调测温度点，完成程式设置后将运行程式写入并启动高低温试验箱； 33) 调测温度点温度保持:外部控制中心不断采集高低温试验箱的当前状态信息，判断 高低温试验箱是否进入恒温段，一旦高低温试验箱进入调测点恒温段，外部控制中心控制 高低温试验箱进入保持状态，高低温试验箱将会一直保持在恒温状态，之后持续采集高低 温试验箱的状态信息，判断高低温试验箱内温度是否稳定在调测点温度上，如果高低温试 验箱稳定在调测点温度上，外部控制中心控制一种数字温度补偿晶体振荡器的生产调测系 统开始在当前调测温度点上进行调测； 34) 待测晶体振荡器频率调测:根据待测晶体振荡器的频率补偿极性，使用折半查找法 找出在当前调测温度点上每个待测晶体振荡器的最优频率补偿值，并从每个待测晶体振荡 器上读出与外部环境温度对应的温度转换数值； 35) 循环测试:外部控制中心控制高低温试验箱解除保持状态，并向下一调测温度点运 行;36)不断循环步骤33)、34)、35)，直至完成所有调测温度点下的调试； 37)调测数据处理:对调测后的每个待测晶体振荡器在所有调测温度点下记录的最优 频率补偿值和温度转换数值分别进行曲线拟合、转化，并将拟合转化后的数据烧写入对应 的待测晶体振荡器。
[0010] 作为对上述方法中步骤31)的限定:所述步骤31)包括以下步骤： i)设置所有被选通的待测晶体振荡器的中心电容值为中值； ? )测量所有被选通的待测晶体振荡器的输出频率； m)将每个被选通的待测晶体振荡器输出频率与标称频率进行大小比较，根据大小比 较结果，以及待测晶体振荡器的中心电容对输出频率的调整极性，以折半查找为原则计算 出每个待测晶体振荡器的下一次调整中心电容值； iv)将生成的调整后的中心电容值分别写入对应的待测晶体振荡器内； v )循环步骤ii)、iii)、iv)，直至完成折半查找，遍历中心电容值的整个范围； ν〇找出每个待测晶体振荡器历次调整过程中输出频率与标称频率最接近的那个中心 电容调整值，并判断该输出频率值是否在要求的频率范围内，如果最终确定与标称频率最 接近的输出频率值在要求的频率范围内，则保存待测晶体振荡器的最佳中心电容校准值和 每个待测晶体振荡器对应输出的频率，否则待测晶体振荡器的中心电容校准失败，并进行 记 D
[0011] 作为对上述方法步骤34)的限定:所述步骤34)包括以下步骤： ① 设置所有被选通的待测晶体振荡器的频率补偿值为中值； ② 测量所有被选通的待测晶体振荡器的输出频率； ③ 将每个被选通的待测晶体振荡器的输出频率与标称频率进行大小比较，根据比较后 的结果和待测晶体振荡器的频率补偿调整极性，以折半查找的原则找出每个被选通的待测 晶体振荡器的下一次调整频率补偿值； ④ 将生成的调整后的频率补偿值分别写入对应的待测晶体振荡器