专利名称：一种高稳晶振的自动化测试方法和装置的制作方法
一种高稳晶振的自动化测试方法和装置技术领域.本发明涉及自动化测试领域，尤其涉及一种用来实现压控高稳晶振的 自动化测试方法和装置。
背景技术：
现有技术中，高稳晶振包括OCXO (恒温晶体振荡器)、TCXO(温度 补偿晶体振荡器)、vcxo (压控晶体振荡器)等，这些晶振输出信号的频率随着晶振压控端的电压变化而变化。高稳晶振目前广泛应用于各类通信产品中，如锁相环电路、时钟电路 等。高稳晶振的牵引范围、中心电压、压控斜率等性能指标对应用有很重 要的影响，在晶振出厂时或生产应用晶振前常需要对这几个指标进行检测。现有技术传统的测试方法通常是用频率计接到晶振的信号输出端，通 过改变晶振的压控端电压来测试晶振输出信号对应的频率，然后分别计算 出晶振的牵引范围、中心电压、压控斜率等指标。如图1所示为传统测试 方法中的结构示意图，主要由晶振、频率计、原子钟等设备组成。传统的 测试方法需要手动改变晶振的压控电压，记录晶振输出信号的频率，再与 预先设定的的值比较，判断晶振是否合格。 '但传统的测试方法需要频率计、原子钟等仪表进行测量和计算，测试成本较高；其次，每次只能测试一个晶振，测试效率太低，不适合批量检测；而且，需要专人记录测试结果，判断晶振是否合格，浪费人力资源， 测试结果不准确，不适合批量检测。因此，现有技术存在缺陷，而有待于改进和发展。发明内容本发明所要解决的问题在于提供一种快速的、能够批量测试高稳晶振 指标的方法和装置，克服传统测试方法成本高，效率低的缺点，实现真正 完全的自动化测试过程，以节省仪表资源，加快晶振测试速度。为了实现这些目的，本发明的技术方案如下一种高稳晶振的自动化测试装置，其中，包括设置在印制电路板上的 中央处理器、可编程逻辑器件、 一个或多个数模转换器， 一个外部标准参考信号；每个高稳晶振和所述中央处理器、所述可编程逻辑器件以及所述数模 转换器构成一环路，用于计算需要测试的晶振指标，并与预先设定的晶振 指标做比较，判断每一高稳晶振是否合格。所述的装置，其中，所述的外部参考信号以及高稳晶振输出的信号输入至所述的可编程逻辑器件；所述的数模转换器一端与高稳晶振相连，另 一端和所述中央处理器相连，中央处理器通过控制数^^莫转换器输出的电压 以控制高稳晶振输出信号的频率；所述的中央处理器和所述的可编程逻辑 器件相连，用于计算高稳晶振的指标。所述的装置，其中，所述中央处理器和一外部计算^L相连，与外部计 算机通信。 .一种高稳晶振的自动化测试方法，其包括以下步骤A、 选择待检测高稳晶振的规格型号，并设定该高稳晶振对应的指标；B、 中央处理器通过数模转换器控制所述高稳晶振的压控端电压，使该 高稳晶振的压控端输入电压稳定在某个电压；C、 计算出需要测试的高稳晶振指标，并与预先设定的晶振指标做比较， 判断该高稳晶振是否合格，将测试结果向后台计算机报告。所述的方法，其中，所述步骤C还包括Cl、所述高稳晶振输出的信号在一可编程逻辑器件中生成一第一信号, 标准参考信号在可编程逻辑器件中生成一第二信号，通过计算该第 一信号 和该第二信号的相对相位差以计算所述高稳晶振输出信号与标准参考信号的频差。所述的方法，其中，所述步骤C1还包括Cll、将所述第一信号同步于.第二信号后，让该两个信号自由振荡，等 待一定时间后对所述第一信号和所述第二信号鉴相，得到一鉴相值；C12、重复上述步骤得出所述高稳晶振在不同的压控电压时对应的鉴相值。'所述的方法，其中，所述需要测试的高稳晶振指标包括晶振的压控范围、 压控斜率、控制线性度、中心电压。所述的方法，其中，所述步骤A中所述高稳晶振的Mi各型号和需要测 试的晶振指标由所述后台计算机预先设定。所述的方法，其中，所述步舉Cll的鉴相过程还包括用 一个异或门对所述第 一信号和所述第二信号进行鉴相，两者电平相同 时所述异或门输出一个低电平，两者电平不同时所述异或门输出一个高电 平；用一个符号位表示所述第一信号超前或滞后于所述第二信号，用预定 频率的时钟在所述异或门输出为高电平时计数；所述符号位和所述计数的 最终值相乘得到所述鉴相值。所述的方法，其中，所述步骤C还包括从所述鉴相值中计算出当前 高稳晶振输出信号的频率。本发明所提供的一种高稳晶振的自动化测试方法和装置，与现有技术相 比，由于采用了全自动的测试方法，操作更为简单，测试结果更为准确， 测试速度更快。
图1是现有技术的晶振测试的结构示意图；图2是本发明较佳实施例所述的测试装置的结构示意图；图3是本发明较佳实施例的方法流程方框图；图4是本发明较佳实施例的方法鉴相示意图。
具体实施方式
以下结合附图，将对本发明的各较佳实施例进行更为详细的说明。 本发明高稳晶振的自动化测试方法和装置能够快速批量测试高稳晶振 指标，其装置主要由放置在印制电路板上的中央处理器、可编程逻辑器件、 一个或多个数模转换器、标准参考信号及多个高稳晶振等器件组成，如图2 所示的。每个高稳晶振和中央处理器、可编程逻辑器件、数模转换器构成 一个环路。所述中央处理器与外部计算机相连可进行通信，外部标准参考 信号通过线缆输入至所述可编程逻辑器件。外部标准参考信号可以由原子 钟或其他设备产生。在所述电路板上还设置有多个可以便于高稳晶振安装 与拆卸的装置。所述数;漠转换器一端与高稳晶振相连，另一端和所述中央处理器相连， 中央处理器通过控制数才莫转换器输出的电压以控制高稳晶振输出信号的频 率；所述的中央处理器和所述的可编程逻辑器件相连，用于计算高稳晶振 的指标。同时，所述中央处理器通过数模转换器控制晶振压控端的电压，晶振 输出的信号在可编程逻辑器件中生成一个第一信号Sp标准参考信号也在 可编程逻辑器件中生成一个第二信号S2,通过计算第一信号S,和第二信号 S2的相对相位差，以计算晶振输出信号与标准参考信号的频差，从而可以 计算出晶振的相关指标。 ^其计算处理过程主要包括以下步骤 (1) 选择晶振规格型号，设定晶振的指标。(2) 中央处理器通过数模转换器控制晶振的压控端电压，使晶振的压 控端的输入电压稳定在某个电压V,。将第一信号S，同步于第二信号S2后让 两个信号自由振荡，等待一定时间T后对该第一信号Si和第二信号S2进行 鉴相，得到鉴相值N"(3) 重复步骤2,针对不同的电压得出高稳晶振在不同的压控电压时 对应的鉴相值。(4) 根据步骤3,计算出需要测试的晶振指标，这些晶振的相关指标 可以包括但不限于晶振的压控范围、压控斜率、控制线性度、中心电压等指标。(5 ) 将测试结果与预先设定的晶振指标做比较，判断晶振是否合格， 给出晶振是否合格的指示，将测试结果向计算机报告。如图3所示为本发明高稳晶振的自动化测试方法的流程方框图，先在 后台计算机上输入待测高稳晶振的规格型号，选择需要测试的措标并通知 本发明装置上的中央处理器。所述待测高稳晶振的规格型号和需要测试的 指标可以在外设计算机上设定，并须将设定的结果通知本发明所述装置上 的中央处理器。本发明所述中央处理器根据需要测试的指标，控制晶振的压控端电压， 并读取对应的鉴相计数值，根据鉴相计数值计算出高稳晶振的相关指标， 与预先设定的指标相比较，判断晶振是否合格并将测试结果通知后台计算 机。.本发明所述方法中，所述鉴相过程包括用一个异或门对第一信号S, 和第二信号S2鉴相，两者电平相同时异或门输出一个低电平，两者电平不 同时异或门输出一个高电平。同时用一个符号位表示第一信号S,超前或滞 后于第二信号s2,用一个频率为fc的时钟在异或门输出为高电平时计数， 这个符号位和计数的最终值相乘即得到鉴相值Ni。通过该鉴相值N1可以 计算出当前高稳晶振输出信号的频率，该计算过程为现有技术所熟知，因此不再赘述。本发明所述的方法中，中央处理器和可编程逻辑器件可以并行处理多 个晶振测试步骤，因此，装置上只需最少一个中央处理器和可编程逻辑器 件，而可以放置多个晶振，实现批量检测晶振的指标。本发明所述方法依照上述步骤(2)至步骤(5)即可以测试出一个高稳晶振的相关指标，所述可编程逻辑器件和所述中央处理器可以并行处理多个晶振检测的计算，如图2所示的装置中，只需要最少一个可编程逻辑 器件和中央处理器，而可以放置多个高稳晶振，因此一个装置可以同时检 测多个晶振。本发明放置晶振的装置是灵活的，便于晶振放置和取卸，不 会改变晶振的物理特性。如图4所示为可编程逻辑器件完成逻辑鉴相功能的示意图，以一个晶 振为例，晶振输出的信号和外部标准参考信号分别在可编程逻辑器件中再 生成一个低频脉冲，在本例中生成一个周期为1秒的脉冲信号(PP1S信号)。 先将两个PP1S信号对齐，由于晶振输出的频率和标准参考信号的频率并不 完全相等，因此在下一个PP1S脉冲到来时，两个信号会有一定的相位差， 时间越久，累积的相位差越大。下文举一个OCXO (恒温晶体振荡器)测试的例子来说明本发明所述 的方法和装置。本例中的OCXO中心频率是5MHz，压控电压范围为0~5v。晶振规 才各书规定压控电压0v对应的输出信号频率范围为4999997 ~ 4999998Hz, 压控电压5v对应的输出信号频率范围为5000002 ~ 5000003Hz，中心压控 电压2.5v对应晶振输出的频率范围为5MHz士0.25Hz。利用本发明装置可 以同时测试多个高稳晶振的这三个指标。当外部参考信号频率为5Mhz时，将外部参考信号和晶振输出的信号分 别计数得到周期为1秒的脉冲信号(PP1S信号)。由频率和相位的关系可 知，晶振输出的信号与参考信号频率相差lHz，则对应两个PP1S信号在1秒内相位相对变化为200ns,在30秒内的相位相对变化为6000ns。先将两 个PP1S同步，则等待30秒以后0v压控电压对应的相位差范围为-12000--18000ns, 5v压控电压对应的相位差范围为+12000 +18000ns, 2.5v压控 电压对应的相位差范围为-1500 ~十1500ns。用 一个lOOMHz的高频信号鉴相 计数，则0v压控电压对应的鉴相计数值范围为-1200 -1800, 5v压控电压 对应的鉴相计数值范围为1200- 1800， 2.5v压控电压对应的鉴相计数值范 围为-150~+150。将多个OCXO (恒温晶体振荡器)放置在本发明所述的装置上，预热 一段时间，待OCXO工作稳定。本发明装置的中央处理器则分別得到每个 OCXO在压控电压为0v、 5v、 2.5v时对应的鉴相计数值，再与设定的值比 较，判断对应的各OCXO是否合格。釆用本发明方法及装置与现有的通过仪表的测试方法相比，由于采用 了基于处理器的数字锁相环的相位测试方法，实现了晶振测试的自动化， 节省了仪器设备和环境，提高了晶振测试效率。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质 的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变 形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种高稳晶振的自动化测试装置，其特征在于，包括设置在印制电路板上的中央处理器、可编程逻辑器件、一个或多个数模转换器，一个外部标准参考信号；每个高稳晶振和所述中央处理器、所述可编程逻辑器件以及所述数模转换器构成一环路，用于计算需要测试的晶振指标，并与预先设定的晶振指标做比较，判断每一高稳晶振是否合格。
2、 根据权利l所述的装置，其特征在于，所述的外部参考信号以及 高稳晶振输出的信号输入至所述的可编程逻辑器件；所述的数模转换器一 端与高稳晶振相连，另一端和所述中央处理器相连，中央处理器通过控制 数模转换器输出的电压以控制高裤晶振输出信号的频率；所述的中央处理 器和所述的可编程逻辑器件相连，用于计算高稳晶振的指标。
3、 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述中央处理器和一 外部计算机相连，与外部计算机通信。
4、 一种高稳晶振的自动化测试方法，其包括以下步骤A、 选择待检测高稳晶振的规格型号，并设定该高稳晶振对应的指标；B、 中央处理器通过数;漠转换器控制所述高稳晶振的压控端电压，使 该高稳晶振的压控端瑜入电压稳定在某个电压；C、 计算出需要测试的高稳晶振指标，并与预先设定的晶振指标做比 较，判断该高稳晶振是否合格，将测试结果向后台计算机报告。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括 Cl、所述高稳晶振输出的信号在一可编程逻辑器件中生成一第一信 号，标准参考信号在可编程逻辑器件中生成一第二信号，通过计算该第一信号和该第二信号的相对相位差以计算所述高稳晶振 输出信号与标准参考信号的频差。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤Cl还包括 Cll、将所述第一信号同步于第二信号后，让该两个信号自由振荡， 等待一定时间后对所述第一信号和所述第二信号鉴相，得到一鉴 相值；C12、重复上述步骤得出所述高稳晶振在不同的压控电压时对应的鉴 相值。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述需要测试的高稳 晶振指标包括晶振的压控范围、压控斜率、控制线性度、中心电压。
8、 根据权利要求4至7任一所述的方法，其特征在于，所述步骤A 中所述高稳晶振的规格型号和需要测试的晶振指标由所述外部计算机预先 设定。
9、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤C11的鉴相 过程还包括.用一个异或门对所述第一信号和所述第二信号进行鉴相，两者电平相 同时所述异或门输出一个低电平，两者电平不同时所述异或门输出 一个高 电平；用一个符号位表示所述第一信号超前或滞后于所述第二信号，用预 定频率的时钟在所述异或门输出为高电平时计数；所述符号位和所述计数 的最终值相乘得到所述鉴相值。
10、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括 从所述鉴相值中计算出当前高稳晶振输出信号的频率。
全文摘要
本发明公开了一种高稳晶振的自动化测试方法和装置，其装置包括设置在印制电路板上的中央处理器、可编程逻辑器件、多个数模转换器、标准参考信号及多个高稳晶振器件；每个高稳晶振和所述中央处理器、所述可编程逻辑器件以及所述数模转换器构成一环路，用于计算需要测试的晶振指标，并与预先设定的晶振指标做比较，判断每一高稳晶振是否合格。本发明高稳晶振的自动化测试方法和装置由于采用了全自动的测试方法，操作更为简单，测试结果更为准确，测试速度更快。
文档编号G01R31/00GK101231321SQ20081006563
公开日2008年7月30日 申请日期2008年1月21日 优先权日2008年1月21日
发明者傅小明, 刘学军, 李宗安, 陈海林 申请人:中兴通讯股份有限公司