高彤

摘要：發(fā)布了一類實用新型自動批量檢測晶體振蕩器溫度特性及常規(guī)指標(biāo)的檢測系統(tǒng)，其中涵蓋了恒溫箱、核心板、測試板以及上位機(jī)調(diào)控軟件，其中調(diào)控線路均連接核心板，每一個測試板塊上均有各個被測晶振的采樣電路和開關(guān)選擇電路，其調(diào)控操作均可有上位機(jī)軟件完成?？蓽y試頻率、壓控線性度、開機(jī)特性、頻率重現(xiàn)性、老化特性、頻率溫度特性等。本文介紹的實用新型檢測系統(tǒng)能夠?qū)ε烤w振蕩器展開溫度特性及常規(guī)指標(biāo)的自動檢測，整體過程實施自動化，降低了勞動力的使用，大大的增強(qiáng)了晶體振蕩器的檢測效率，確保了測試的精準(zhǔn)度。

關(guān)鍵詞：晶體振蕩器;自動化;檢測體系

中圖分類號：TN752文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-9129（2020）13-0086-01

1背景技術(shù)

如今的恒溫箱有部分機(jī)型設(shè)有溫度點系統(tǒng)，其能夠在某一溫度點建立保溫時長，當(dāng)保溫環(huán)節(jié)完成后，其會自動展開下一個溫度點的建立。針對小體量的晶振產(chǎn)品溫度特質(zhì)檢測，現(xiàn)有的檢測辦法通常是運用人工檢測，溫箱運作也依靠員工調(diào)節(jié)，晶振的頻率也是由員工檢測，效率較低，也極易出現(xiàn)問題。針對批量的晶振溫度特質(zhì)檢測，因為晶振的數(shù)目是波動的，且檢測所需要的時長不確定，所以恒溫箱的保溫時長也不能夠確定。但是當(dāng)前技術(shù)沒有把檢測狀況實時反饋到恒溫箱數(shù)據(jù)表上，雙方呈現(xiàn)脫節(jié)的狀況，不能完成自動化檢測，所以也同樣有著效率較低，極易出現(xiàn)問題及隱患。由此背景發(fā)現(xiàn)，我們有必要研發(fā)一種效率高、精準(zhǔn)度高的自動批量檢測晶體振蕩器的測試系統(tǒng)。

2實用新型內(nèi)容

實用新型的目標(biāo)是供應(yīng)自動批量檢測晶體振蕩器溫度特性和常規(guī)指標(biāo)測試系統(tǒng)來提升檢測效率以及測試精準(zhǔn)度。為了達(dá)成以上目標(biāo)，該系統(tǒng)所運用的技術(shù)辦法有：供應(yīng)一種批量自動檢測晶體振蕩器溫度特質(zhì)的檢測系統(tǒng)，其中涵蓋了批量檢測晶體振蕩器的恒溫箱、核心板、測試板和上位機(jī)調(diào)控軟件，恒溫箱調(diào)控線路連接核心板，測試板把檢測數(shù)據(jù)傳給核心板上的FPGA芯片，再把數(shù)據(jù)處理打包后傳給上位機(jī)，顯示在軟件界面。核心板通過FPGA和TDC芯片來測試晶振的頻率。經(jīng)過對比測試，核心板的測頻準(zhǔn)確度與常用的計數(shù)器Keysight 53132A相當(dāng)。測試板檢測電路通過I2C協(xié)議通訊方式把每個晶振的測試數(shù)據(jù)傳給FPGA芯片，由于所用FPGA管腳數(shù)限制，測試板放置了16個單元，并且檢測采樣芯片的地址位正好也為16個，I2C通訊方式大大減少了管腳的占用。檢測采樣芯片把電流電壓等信息傳給FPGA芯片。管腳通道選擇上采用兩級共3個8選一開關(guān)芯片來選擇通道。每個開關(guān)芯片有3個通道選擇管腳，通過高低電平來選擇導(dǎo)通通道?？傮w上通過檢測采樣芯片的切換選擇以及頻率通道的選擇，來輪流測試每個晶振，進(jìn)而獲得每個晶振的測試數(shù)據(jù)。測試數(shù)據(jù)保存在上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，可以隨時生成相關(guān)曲線。

和當(dāng)前技術(shù)對比，該實用新型的檢測系統(tǒng)主體部分為核心板和測試板，所有待檢測晶振都能夠看作一個小單元，電壓、電流等數(shù)據(jù)由I2C通訊方式傳給FPGA芯片，頻率數(shù)據(jù)由TDC芯片傳給FPGA芯片。其中，頻率測試需要采樣時間（本系統(tǒng)采樣時間一般設(shè)置為1秒）。按照上位機(jī)的獲取溫箱情況或設(shè)立溫箱調(diào)控功能等訊息和溫箱調(diào)控數(shù)據(jù)表頭聯(lián)系，進(jìn)而做到恒溫箱內(nèi)部環(huán)境的調(diào)控。例如：設(shè)立溫箱的溫度點、獲取溫箱實時溫度、調(diào)節(jié)溫箱開關(guān)以及冷卻功能等，調(diào)控頻率檢測設(shè)施有目的性地對晶振頻率展開檢測并將最終測試結(jié)果有選擇的傳送到上位機(jī)，并顯示在軟件界面。由此可知，該檢測系統(tǒng)能夠?qū)ε烤w振蕩器展開晶振指標(biāo)的檢測，整個過程實施自動化，減少了人的參與過程。自動調(diào)控溫箱升到設(shè)定溫度點，在保溫時長設(shè)定好后，展開對各個溫度點的晶振頻率檢測，在溫度點的各個部分檢測完成后，調(diào)控溫箱步入下一個溫度點，開展下一輪測試。除了溫度特性外其他指標(biāo)均在25℃下測得。應(yīng)用這個系統(tǒng)，大大的降低了人為因素和勞動力的使用，提升了測試效率，確保了檢測的精準(zhǔn)性。

3改進(jìn)

該測試系統(tǒng)目前測試頻率不能超過百兆級別，而且為了降低成本PCB使用的雙面板，走線比較繞。頻率超過百兆級別后，頻率穩(wěn)定度、同頻干擾、抗外界干擾能力都達(dá)不到要求。同時芯片應(yīng)該選用支持更高頻率的元器件。FPGA可以替換為STM32芯片，可以大大降低成本。以后晶振內(nèi)加入數(shù)字電路，在測試板上就可以進(jìn)行頻率調(diào)試和溫度特性校準(zhǔn)，減少了人工焊接過程，進(jìn)一步減少了人為因素，提高了自動化程度、可靠性和效率。

綜上所述，實用新型發(fā)布的一種晶體振蕩器自動批量檢測系統(tǒng)，屬于射頻線路范疇。其中，晶體振蕩器擁有很高的頻率穩(wěn)定度以及優(yōu)良的溫度穩(wěn)定度，所以被大量使用在通訊、播報、導(dǎo)覽及精密檢測設(shè)備中，其擁有著無線電路通訊設(shè)施心臟的稱號。因此，對恒溫石英晶體振蕩器特質(zhì)數(shù)據(jù)的檢測起著尤為關(guān)鍵的作用。恒溫石英晶體振蕩器的特質(zhì)數(shù)據(jù)涵蓋了頻率、壓控線性度、開機(jī)特性、頻率重現(xiàn)性、老化特性、頻率溫度特性等。又因為人工手動轉(zhuǎn)換測試設(shè)備，這樣極易使得晶體振蕩器震動進(jìn)而產(chǎn)生人為誤區(qū)，且測試過程繁瑣，非常容易產(chǎn)生各類隱患。在大范圍的生產(chǎn)加工過程里，降低批量檢測多類晶體振蕩器過程中繁復(fù)的勞動力損耗，對提升生產(chǎn)加工成果和提升國內(nèi)晶振產(chǎn)出的整體品質(zhì)有著至關(guān)重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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