专利名称：恒温晶体振荡器老化参数自动化测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动化测量仪，尤其涉及一种恒温晶体振荡器批量生产中老化参数批量测量的自动化测量仪。
背景技术：
恒温晶体振荡器(简称0CX0)的生产，超过90%以上的工作都是对于产品参数的测量和调试，而OCXO批量化生产的难点，就在于批量化的参数测量测试。OCXO产品中，老化参数是最重要的指标之一，也是最难测量的指标，老化参数需要把OCXO加上电后，不间断的测量15到30天左右，每天测量每一个OCXO两次或多次频率数据，并根据这些数据，进行统计分析出每一个OCXO的老化参数，包括日老化参数，月老化参数以及年老化参数等。由于OCXO产品较少，一次测量数量众多，传统的手工测量速度慢，要求大量测量人员，并记录大量数据，对于OCXO的批量化生产，非常的不合适，严重制约了 OCXO的规模化生产。同时由于人工测量速度慢，易出错，导致测量的数据不精确，还需要手工测量的数据输入电脑，更容易导致数据出错，从而导致OCXO最终参数测量错误。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一整套自动测量恒温晶体振荡器老化参数的设备。为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案
恒温晶体振荡器老化参数自动化测量仪，包括测试架、电源，其特征在于它还包括
1)晶体振荡器加电板上面设有多个用于插接晶体振荡器的测试座，晶体振荡器加电板用于为晶体振荡器提供电源；
2)逻辑控制板通过同轴电缆与晶体振荡器加电板的每一个晶振输出端口相连接，通过并口线与控制电脑相连接，接受控制电脑的控制，用于控制晶体振荡器加电板的每一个晶振输出端口开关，使与晶振输出端口对应的信号传输通道处于开通或关闭状态；
3)射频控制板通过同轴电缆线与晶体振荡器加电板的每一个晶振输出端口相连接， 通过并口线与控制电脑相连接，用于获取晶体振荡器射频信号，并将射频信号传输到频率测量仪器上；
4)频率测量仪通过同轴电缆线与射频控制板相连接，通过GPIB线与控制电脑相连， 用于测量每一个调试晶体振荡器的频率值，并将测量的数据传送到控制电脑；
5)控制电脑用于发布控制指令，控制逻辑控制板的动作，控制频率测量仪的测量及数据读取，并根据频率变化情况计算出老化参数，拟合得到老化率变化曲线。每台测试架分为6层，每一层安装2块晶体振荡器加电板，每块加电板上有8个晶体振荡器的测试座。10台测试架做为一个测试单位，每台测试架之间通过同轴电缆线和并口线连接，并口线连接相邻两台测试架上的逻辑控制板，同轴电缆线连接相邻两台测试架上的射频控制板。所述逻辑控制板具体包括了比较器芯片、4-16译码芯片及同轴电缆，比较器芯片的控制引脚连接并口线，输出引脚连接4-16译码芯片，译码芯片连接到同轴电缆，控制电缆信号传输通道的开关。所述射频控制板具体包括与非门芯片、比较器芯片、镀银同轴电缆、信号传输电缆总线，比较器芯片的控制引脚连接并口线，输出引脚连接与非门的输出引脚，与非门的输出引脚连接镀银同轴电缆，控制电缆信号开关，镀银同轴电缆连接到信号传输电缆总线，信号传输电缆最终把信号送到频率测量仪。所述控制电脑通过计算公式A*ln (x) +f拟合得到老化率变化曲线，其中A为变化因子，X为经过的天数，f为基础频率。本发明与现有技术相比具有以下有益效果老化测试架共可同时进行几百个 OCXO老化参数的测量而不占用人工，并可根据需要，继续增加串联的老化测试架，相比传统方式，测量效率提升10倍以上，测量数据准确率接近100%。
图I为老化参数测量仪的整体结构2为单个老化参数测试架结构图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。参见图1，一整套自动化测量仪包括老化参数测试架，频率测量仪器、控制系统。 参见图2，老化参数测试架为OCXO进行测试的地方，测试架上设有晶体振荡器加电板、射频控制板、逻辑控制板。整套系统的电源系统也安装在金属架上。晶体振荡器加电板是进行OCXO加电测试的地方，上面设有多个用于插接晶体振荡器的测试座，晶体振荡器加电板用于为晶体振荡器提供电源，OCXO在进行测量时，每一个都放在测试座上进行长时间测量。晶体振荡器加电板包括测试座、对应每一个测试座的电源开关、LED电源指示灯、负载焊接位；测试座包括晶振插孔，防短路垫板。逻辑控制板通过同轴电缆与晶振加电板的每一个晶振输出端口相连接，通过25 针并口连接线与控制电脑相连，用于控制晶体振荡器加电板每一个晶振输出端口开关，使与晶振输出端口对应的信号传输通道处于开通或关闭状态；系统控制软件通过逻辑控制板来选择通道，保证同时只有一路信号通过，防止干扰。逻辑控制板具体包括了比较器芯片， 4-16译码芯片及同轴电缆。逻辑控制板具体包括了比较器芯片、4-16译码芯片及同轴电缆，比较器芯片的控制引脚连接并口线，输出引脚连接4-16译码芯片，译码芯片连接到同轴电缆，控制电缆信号传输通道的开关。比较器芯片采用74HC85N比较器，4-16译码芯片采用⑶4514BE解码器。射频控制板通过同轴电缆线与晶体振荡器加电板的每一个晶振输出端口相连接，通过并口线与控制电脑相连接，射频控制板用于获取每个晶体振荡器射频信号，进行频率传导，它可连接多台老化测试架，把测试架上的射频信号传输到频率测量仪器上。射频控制板具体包括与非门芯片，比较器芯片，镀银同轴电缆，信号传输电缆总线。射频控制板具体包括与非门芯片、比较器芯片、镀银同轴电缆、信号传输电缆总线，比较器芯片的控制引脚连接并口线，输出引脚连接与非门的输出引脚，与非门的输出弓丨脚连接镀银同轴电缆，控制电缆信号开关，镀银同轴电缆连接到信号传输电缆总线，信号传输电缆最终把信号送到频率测量仪。与非门芯片采用74HC00P与非门。频率测量仪它通过同轴电缆线与测试架的射频控制板相连接；通过GPIB线与控制电脑相连，控制系统通过GPIB线发布命令控制频率测试仪来读取指定OCXO的频率， 频率测量仪接受控制系统的控制，用于测量每一个调试晶体振荡器的频率值，并将测量的数据传送到控制电脑，并反馈给控制系统。系统使用的频率测量仪为频率计，具体型号为 Agilent 53131频率测量仪。控制系统包括控制电脑、控制软件和仪器控制模块。控制电脑是载体，运行控制软件，仪器控制模块也安装在电脑上。控制电脑用于发布控制指令，控制逻辑控制板的动作， 控制频率测量仪的测量及数据读取，并根据频率变化情况计算出老化参数，拟合得到老化率变化曲线。控制电脑通过对老化参数测试架的逻辑控制板发布命令，控制频率通道的开关，以测试每一个OCXO ;控制软件控制频率测量仪，对频率测量仪进行频率测量，参数设置等操作；控制软件对于采集得到的数据，进行管理和分析，并计算得到需要的老化数据。仪器控制模块是控制电脑与老化参数测试架、频率测量仪连接的通道，包括了 GPIB协议卡， 25针并口连接线和同轴电缆线，控制软件通过本模块发布命令控制硬件。控制系统的软件由VB编写，主要包含了仪器控制，数据分析和数据报表三大功能模块。仪器控制是软件通过连接线发布命令以操作所有的硬件系统，以实现指定的功能；数据分析是指软件通过读取硬件返回的信息后，对数据进行保存，分析和计算，最终给出每一个OCXO的老化数据；数据报表是对所有通过设备测试过的0CX0，可以导出测试数据，给以报表形式提供给用户的功能。经过长时间测量后，发现完美的晶振老化率曲线，接近与对数曲线A*ln(x)+f，其中A为变化因子，X为经过的天数，f为基础频率。因此如果有足够多的数据点的话，就可以对数据点进行对数拟合，得到老化率变化曲线的公式，从而得到任意一天的理论频率值，减少测量的时间。比如有这样一组数据 9999992. 348，9999992. 35，9999992. 354，9999992. 359 ，9999992. 361, 9999992. 365, 9999992. 366, 9999992. 37，9999992. 371, 9999992. 374, 99999 92. 376, 9999992. 377, 9999992. 379, 9999992. 38, 9999992. 382, 9999992. 384, 9999992. 386 ，9999992. 387，9999992. 389，9999992. 39，9999992. 39，9999992. 392，9999992. 392，表示每一次测量时得到的频率值，可以拟合后得到的老化公式为O. 0161689*ln(x) +9999992. 3，这样，如果想要知道经过50天老化后该晶振的参数，只需要把50代入公式中X即可，而不需要连续50天的老化。由于测量数据点最多，得到的公式越精确，因而根据产品精度的要求， 需要连接测量15到30天来得到拟合公式。电源系统电源系统分为两总分，一部分给测试的晶振提供电源，为电源可调节的开关电源，每一个晶振测试架一台电源；另一部分为给老化测试架上的射频控制板，逻辑控制板提供电源，多台串联的测试架共用一台电源。由于OCXO单个体积小，每次测试量大，因此老化参数测试架能同时测试的量很大。老化参数测试架分为6层，下面五层用于安装晶体振荡器加电板，每一层可以安装2块晶体振荡器加电板，而每一块加电板上有8个测试座，一台老化参数测试架安装有一个射频控制板和逻辑控制板，一般10台老化参数测试架连接在一起做为一个测试单位，每台测试架之间，使用同轴电缆和排线连接起来。控制电脑通过25针并口连接线与第一台测试架的逻辑控制板连接，通过GPIB线连接频率测量仪，频率测量仪通过同轴电缆与第一台测试架的射频控制板相连接，25针并口连接线相邻两台测试架上的逻辑控制板，同轴电缆线连接相邻两台测试架上的射频控制板。在实际测试时，晶振加电板上加上测量的0CX0，启动电源。逻辑控制板根据控制系统的控制信号，精确控制每一个加电座射频信号的开关，保证10个测试架上，在某一时间只有一个射频信号，保持信号的纯净，同时射频控制板把射频信号通过同轴电缆传导给频率测试仪，这样就达到了精确测量每一个OCXO频率的目的。在使用时，用户首先需要在在软件中设置“机种号”，指定测试时的指标，下次测试同样指标的OCXO时可以直接使用“机种号”而不用再建立。每一个待测试的OCXO都有一个唯一的编号，而老化测试架上每一个位置也有唯一编号，用户把待测试的OCXO放到测试座后，把OCXO和位置号写入软件。全部要测试的OCXO安放完成后，软件检测新安放的OCXO 是否可以被读取频率，如果不能，则用户需要进行修正，直到所有新安放的OCXO可以被读取频率。一般测试频率选择在电压和温度都相对平稳的早晨和半夜进行，测试软件会控制仪器对所有OCXO进行频率读取并存储到数据库。每一次读取频率后，软件都会根据频率变化情况计算出老化参数，并在界面上显示是否合格红色为不合格，绿色为合格。晶振老化频率测量对频率测量的时间，环境以及长时间测量中断后的继续测量等都有要求，使测量的数据能最精确的得到晶振老化率。首先是测量的时间，要求测量时的电力，温度在每一天都尽量相似，由于每天需要测量两次数据，因为应该把时间选择为凌晨和傍晚的5到7点之间，在该时间段内，由于大多工厂没有开工或已经下班，电力比较平衡，不容易出现“跳点”象，并且此时的温度条件也比较相似，尽可能减少温度对测量的影响。其次是对测量环境的规定，要求测量时的温度和温度保持相对恒定，特别是温度，一般要求恒定在25摄氏度左右，减少晶振受温度影响。最后是对于长时间测量中断后继续测量的探索， 由于老化的测量一般需要不间断的连续测量一个月左右，难免在测量过程中遇到停电等情况，在继续测量时，直接把断电后数据加入将对结果造成很大影响，因此到测量中断后，必须进行连续两天的不间断加电运行，使晶振状态接近最稳定后，才能继续进行测量和计算， 这样得到的结果和连接测量基本一致，减少了时间的浪费。
权利要求
1.恒温晶体振荡器老化参数自动化测量仪，包括测试架、电源，其特征在于它还包括1)晶体振荡器加电板上面设有多个用于插接晶体振荡器的测试座，晶体振荡器加电板用于为晶体振荡器提供电源；2)逻辑控制板通过同轴电缆与晶体振荡器加电板的每一个晶振输出端口相连接，通过并口线与控制电脑相连接，接受控制电脑的控制，用于控制晶体振荡器加电板的每一个晶振输出端口开关，使与晶振输出端口对应的信号传输通道处于开通或关闭状态；3)射频控制板通过同轴电缆线与晶体振荡器加电板的每一个晶振输出端口相连接， 通过并口线与控制电脑相连接，用于获取晶体振荡器射频信号，并将射频信号传输到频率测量仪器上；4)频率测量仪通过同轴电缆线与射频控制板相连接，通过GPIB线与控制电脑相连， 用于测量每一个调试晶体振荡器的频率值，并将测量的数据传送到控制电脑；5)控制电脑用于发布控制指令，控制逻辑控制板的动作，控制频率测量仪的测量及数据读取，并根据频率变化情况计算出老化参数，拟合得到老化率变化曲线。
2.如权利要求I所述的恒温晶体振荡器老化参数自动化测量仪，其特征在于每台测试架分为6层，每一层安装2块晶体振荡器加电板，每块加电板上有8个晶体振荡器的测试座。
3.如权利要求I所述的恒温晶体振荡器老化参数自动化测量仪，其特征在于10台测试架做为一个测试单位,每台测试架之间通过同轴电缆线和并口线连接,并口线连接相邻两台测试架上的逻辑控制板，同轴电缆线连接相邻两台测试架上的射频控制板。
4.如权利要求I所述的恒温晶体振荡器老化参数自动化测量仪，其特征在于所述逻辑控制板具体包括了比较器芯片、4-16译码芯片及同轴电缆，比较器芯片的控制引脚连接并口线，输出引脚连接4-16译码芯片，译码芯片连接到同轴电缆，控制电缆信号传输通道的开关。
5.如权利要求I所述的恒温晶体振荡器老化参数自动化测量仪，其特征在于所述射频控制板具体包括与非门芯片、比较器芯片、镀银同轴电缆、信号传输电缆总线，比较器芯片的控制引脚连接并口线，输出引脚连接与非门的输出引脚，与非门的输出引脚连接镀银同轴电缆，控制电缆信号开关，镀银同轴电缆连接到信号传输电缆总线，信号传输电缆最终把信号送到频率测量仪。
6.如权利要求I所述的恒温晶体振荡器老化参数自动化测量仪，其特征在于所述控制电脑通过计算公式A*ln(x)+f拟合得到老化率变化曲线，其中A为变化因子，X为经过的天数，f为基础频率。
全文摘要
本发明涉及一种恒温晶体振荡器老化参数自动化测量仪，包括1)晶体振荡器加电板上面设有多个用于插接晶体振荡器的测试座；2)逻辑控制板通过同轴电缆与晶体振荡器加电板的每一个晶振输出端口相连接，通过并口线与控制电脑相连接；3)射频控制板通过同轴电缆线与晶体振荡器加电板的每一个晶振输出端口相连接，通过并口线与控制电脑相连接，用于获取晶体振荡器射频信号；4)频率测量仪通过同轴电缆线与射频控制板相连接，通过GPIB线与控制电脑相连，用于测量每一个调试晶体振荡器的频率值；5)控制电脑。本发明具有以下有益效果老化测试架共可同时进行几百个OCXO老化参数的测量而不占用人工，相比传统方式，测量效率提升10倍以上，测量数据准确率接近100%。
文档编号G01R31/28GK102608522SQ201210065699
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者李晓佳, 林丽君, 林正其 申请人:平湖市电子有限公司