专利名称：一种提高恒温晶振频率稳定度的方法
技术领域：
本发明涉及电子材料领域的恒温晶振，具体涉及一种恒温晶振内部温度提高恒温晶振频率稳定度的测试方法。
背景技术：
高稳定度晶振是计量的基础，利用恒温槽将晶体的温度保持在一定的温度范围内做成的晶振就是恒温晶振，高稳定度的恒温晶振是目前广泛使用的产品中用得比较多的，特别是稳定度为10E-9\10E-10这个量级的晶振，基本都是恒温晶振。为了提高恒温晶振的频率稳定度，在恒温晶振设计尤其是恒温晶振的热槽结构设计时，准确了解恒温晶振内部各关键点的确切温度，是业界一直努力的一个方向。我国在恒温晶振的设计理论方面走了几十年的历史，有很大进步，但设计高稳定度的晶振一直依靠设计者的经验、研究国外的样品、理论计算和个人感觉等因素，对恒温槽内的恒温情况没有做实际的测试，导致了设计成本增加、周期长、技术经验等不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实际测量恒温晶振内部几个关键位置的实际温度的方法。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，包括以下步骤:
51.在恒温晶振内部选定探测点，将温度探测线一端的电极粘接在探测点上，温度探测线的另一端通过数据采集器连接至计算机上，并按照探测线的序号记录各探测点的名称及位置；
52.将恒温晶振安装在测试夹具上，并接上数字电流表和频率计数器后，将其放入恒温箱内；
53.设置恒温箱的测试温度范围及测试温度点，在此温度范围内对恒温晶振各探测点的温度进行采集，录入计算机，同时记录恒温晶振在每个测试温度点相应的输出频率以及电流值。其中，所述步骤SI中，在恒温晶振的上盖上开孔，测试恒温晶振内部探测点的温度探测线从该孔中穿过并做密封处理，其一端的电极粘接在恒温晶振内部的探测点上。其中，所述步骤SI中，恒温晶振内部选定的探测点包括晶体谐振器位置、功率管位置、热敏电阻位置、变容二极管位置及振荡电感位置，并且每个位置选2至3个点。其中，所述步骤SI中，恒温晶振内部选定的探测点的数目根据孔的大小和温度探测线的线径确定。其中，所述步骤S2中，设置恒温箱的初始温度为25°C，恒温晶振在此条件下加电工作I小时后再开始测试。其中，所述步骤S3中，设置恒温箱的测试温度范围为-40°c至85V，从_40°C开始测试，设定恒温箱的温变速率。其中，所述步骤S3中，在恒温箱的温度首次降为-40°c时保持30分钟才做测试。其中，所述步骤S3中，测试温度点依次为-4o°c、-3o°c、-2o°c、-1(rc、(rc、i(rc、20°C、30°C、40°C、50°C、60°C、70°C、80°C和85°C ;利用计算机记录恒温晶振在各测试温度点的数据时，将恒温晶振在_40°C保持30分钟，在其它13个温度点各保持15分钟。其中，所述步骤S3中，连续在两个_40°C至85°C测试循环内对恒温晶振进行测试，并且重复测试时可以改变恒温箱的温变速率。采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明基于电极探测采样法，将温度探测电极用高温胶粘合在恒温晶振内部，在恒温晶振内部形成多个探测点，通过温度数据采集卡读取各个探测点的温度，并根据需要对这些数据进行分析、处理，确定最佳的晶体谐振器位置、功率管位置、热敏电阻位置、变容二极管位置、振荡电感位置，这样得到一个最优的恒温槽结构，使得晶体谐振器的周围环境温度变化量最小，恒温晶振的温度稳定性最好；还可以根据测试到的数据，增加加温度补偿器件，使恒温晶振的温度稳定度更好。通过上述过程指导恒温晶振恒温槽的设计工作。本发明为高稳定度恒温晶振的设计奠定了良好的基础，使恒温晶振的设计者可以节省大量的时间，极大缩短恒温晶振的设计周期，保证设计质量。并且具有操作简单、灵敏度高、精度好、判定准确可靠等特点，尤其适用于设计稳定度较高指标的恒温晶振。
图1是本发明的测试方法示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。材料准备:
Cl)实验用恒温晶振，上盖带孔；
(2)恒温晶振测试夹具，测试时恒温晶振加电测试；
(3)数字频率计数和数字电流表；
(4)温度探测线15根，每根长2到3米，线长以合适为宜，对每根线进行编号，在线两头做好标记；
(5)数据采集板两块(型号:Agilent34901A或其他)，温度数据采集器一台(型号:Agilent34970A)；
(6)恒温箱一台，温变速率可控；
(7)计算机以及相应软件；
(8)电源及其他连接线。本发明的具体实施步骤包括:
S1.在恒温晶振内部选定温度探测点:恒温晶振的上盖开孔；在恒温晶振内部选定包括晶体谐振器位置、功率管位置、热敏电阻位置、变容二极管位置及振荡电感位置5个位置，每个位置选2至3个点，探测点的数目根据孔的大小和温度探测线的线径确定。因为线(探测点)太多会对恒温晶振内部的温度场产生影响，线(探测点)太少恒温晶振的内部热量可能从上盖孔往外散发，都会影响测试效果；打开恒温晶振上盖，将温度探测线穿过恒温晶振上盖上的孔，用高温胶将温度探测线的电极粘接在选定的探测点上，粘接好后，按照线的序号登记探测点位置，盖上恒温晶振上盖，尽量做好密封处理。所有温度探测线的另外一端均连接到一块数据采集卡上，并对其序号进行登记，记录探测点位置和名称，将两块数据采集卡插入数据采集器上，开启数据采集器，确认每个数据读取的正确性；将数据采集器连接到计算机，通过计算机读取各个数据探测点的温度数据。S2.将恒温晶振安装在测试夹具上，并接上数字电流表和频率计数器后，将其放入恒温箱内；并将这些设备都连接到计算机上，见图1所示的测试方法示意图。开启恒温箱、测试夹具、数字频率计、数字电流表、温度数据采集器以及计算机和相关软件。设置恒温箱的初始温度为25°c，恒温晶振在此条件下加电工作I小时后再开始测试。S3.设置恒温箱的测试温度范围为-40 V至85 °C，测试温度点依次为-4(rc、-3(rc、-2(rc、-1(rc、(rc、i(rc、2(rc、3(rc、4(rc、5(rc、6(rc、7(rc、8(rc和 85°c ；从-40°C开始测试，设定恒温箱的温变速率为1°C /min，在恒温箱的温度首次降为_40°C时保持30分钟才做测试；利用计算机采集并记录恒温晶振在各测试温度点的温度、输出频率以及电流值时，将恒温晶振在_40°C保持30分钟，在其它13个温度点各保持15分钟。为保证测试数据的准确性，连续在两个_40°C至85°C测试循环内对恒温晶振进行测试，并且重复测试时可以改变恒温箱的温变速率，例如设定为3°C /min，重复上述测试过程，同样用计算机记录相应数据。S4.根据需要对计算机记录的各项数据进行汇总处理分析，如绘出时间曲线，得出恒温晶振内部最佳的晶体谐振器位置、功率管位置、热敏电阻位置、变容二极管位置、振荡电感位置，得到一个最佳的恒温槽结构，使得恒温晶振的稳定度达到最佳。
权利要求
1.一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤:恒温晶振内部选定探测点，将温度探测线一端的电极粘接在探测点上，温度探测线的另一端通过数据采集器连接至计算机上，并按照探测线的序号记录各探测点的名称及位置；恒温晶振安装在测试夹具上，并接上数字电流表和频率计数器后，将其放入恒温箱内；置恒温箱的测试温度范围及测试温度点，在此温度范围内对恒温晶振各探测点的温度进行采集，录入计算机，同时记录恒温晶振在每个测试温度点相应的输出频率以及电流值。
2.根据权利要求1所述的一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，其特征在于:所述步骤SI中，在恒温晶振的上盖上开孔，测试恒温晶振内部探测点的温度探测线从该孔中穿过并做密封处理，其一端的电极粘接在恒温晶振内部的探测点上。
3.根据权利要求1所述的一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，其特征在于:所述步骤SI中，恒温晶振内部选定的探测点包括晶体谐振器位置、功率管位置、热敏电阻位置、变容二极管位置及振荡电感位置，并且每个位置选2至3个点。
4.根据权利要求3所述的一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，其特征在于:所述步骤SI中，恒温晶振内部选定的探测点的数目根据孔的大小和温度探测线的线径确定。
5.根据权利要求1所述的一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，其特征在于:所述步骤S2中，设置恒温箱的初始温度为25°C，恒温晶振在此条件下加电工作I小时后再开始测试。
6.根据权利要求1所述的一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，其特征在于:所述步骤S3中，设置恒温箱的测试温度范围为_40°C至85V，从_40°C开始测试，设定恒温箱的温变速率。
7.根据权利要求6所述的一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，其特征在于:所述步骤S3中，在恒温箱的温度首次降为_40°C时保持30分钟才做测试。
8.根据权利要求6所述的一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，其特征在于:所述步骤 S3 中，测试温度点依次为-40 O、-30 O、-20 O、-10 O、O O、10 O、20 V、30 O、40 V、50 O、60°C、70°C、8(rC和85°C ;利用计算机记录恒温晶振在各测试温度点的数据时，将恒温晶振在_40°C保持30分钟，在其它13个温度点各保持15分钟。
9.根据权利要求6所述的一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，其特征在于:所述步骤S3中，连续在两个_40°C至85°C测试循环内对恒温晶振进行测试，并且重复测试时可以改变恒温箱的温变速率。
全文摘要
本发明公开了一种提高恒温晶振频率稳定度的方法，包括步骤S1.在恒温晶振内部选定关键器件位置和探测点，将温度探测线电极粘接在探测点上，其另一端通过数据采集器连接至计算机；S2.将恒温晶振安装好放入恒温箱内；S3.设置恒温箱的温度范围和温变斜率，在连续两个循环内，利用计算机记录各探测点的温度数据、对应输出频率和电流值。本发明为高稳定度恒温晶振的设计奠定了良好的基础，使得恒温晶振的设计者减少对经验的依赖并使得恒温晶振的设计周期大大缩短，提高恒温晶振的稳定度指标，保证设计质量。该方法具有操作简单、灵敏度高、精度好、判定准确可靠等特点，为设计者设计高稳定度的恒温晶振提供可靠的数据。
文档编号H03B5/04GK103107774SQ20131000404
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者储文淼, 张振友, 阎玉英, 薛丽莉, 张建伟 申请人:河北远东通信系统工程有限公司