自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及采用自動(dòng)控制溫度環(huán)境進(jìn)行批量晶體頻率特性測(cè)試的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：1.為晶體提供驅(qū)動(dòng)的電路模塊。2.進(jìn)行晶體驅(qū)動(dòng)和輸出選擇的通道控制模塊。3.管理驅(qū)動(dòng)電路模塊和通道控制模塊控制并負(fù)責(zé)通信的子板。4.電路系統(tǒng)控制母板。5.運(yùn)行于中央控制器上的控制軟件。6.溫度可程序控制的溫箱。7.晶體適配器。8.頻率計(jì)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在不同溫度下，批量自動(dòng)測(cè)試晶體的頻率特性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，測(cè)試速度快，大幅提供晶體測(cè)試效率，降低成本。
【專利說明】自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及晶體測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及在晶體進(jìn)行溫度頻率特性自動(dòng)測(cè)試的生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)過程。

【背景技術(shù)】
[0002]寬溫度范圍內(nèi)高頻率穩(wěn)定的晶體是現(xiàn)代電子系統(tǒng)如通訊、雷達(dá)等的重要而基礎(chǔ)組成部分。晶體的頻率溫度穩(wěn)定度直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定度。因此在一些對(duì)時(shí)間、頻率有高要求的特殊應(yīng)用的場(chǎng)合，晶體的頻率穩(wěn)定度是非常重要的考察參數(shù)。在影響頻率穩(wěn)定的諸多因素中，溫度是極為重要的參數(shù)。不同的晶體根據(jù)白片切割方向的不同可以有二次、三次甚至是多次曲線分布的形式。為了降低溫度對(duì)晶體的頻率的影響，需要準(zhǔn)確測(cè)量晶體的溫度與頻率關(guān)系從而進(jìn)行各種方式的修正。目前晶體的頻率溫度特性關(guān)系主要有以下幾種測(cè)量方式:
[0003]低品質(zhì)的晶體只在室溫下測(cè)試，嚴(yán)格意義上說，這種測(cè)試方法不能反映晶體的溫度頻率特性。
[0004]人工測(cè)試:將晶體放于溫箱中，加電后，用人工的方式分別在不同溫度下對(duì)多個(gè)晶體的頻率進(jìn)行測(cè)試。該方法不僅速度慢，效率低，而且出錯(cuò)率高。
[0005]采用美國(guó)桑德斯公司的250B等測(cè)試設(shè)備進(jìn)行溫度頻率測(cè)試。該測(cè)試設(shè)備可以測(cè)試晶體參數(shù)，但不能進(jìn)行溫度控制。需要手動(dòng)控制溫箱并進(jìn)行晶體切換，效率低。同時(shí)，該設(shè)備成本很高。僅板卡就需要5萬元，每一個(gè)晶體的測(cè)試適配器都是1萬元。對(duì)于售價(jià)常常不足1元的晶體，成本太高。
[0006]采用美國(guó)桑德斯公司的W2200等測(cè)試設(shè)備進(jìn)行溫度頻率測(cè)試。該設(shè)備可以進(jìn)行多晶體寬溫度范圍的溫度頻率測(cè)試。但該設(shè)備可以測(cè)試多個(gè)參數(shù)不是專門的晶體溫度頻率特性參數(shù)設(shè)備，因此成本非常高。帶有一個(gè)溫箱的設(shè)備價(jià)格約為30萬元。同時(shí)，該設(shè)備單次可以裝入溫箱的晶體數(shù)目有限，只有256個(gè)。由于溫箱升溫非常慢，該系統(tǒng)顯然會(huì)造成晶體測(cè)試成本的大幅上升，大幅提高晶體生產(chǎn)企業(yè)的成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了基于頻率計(jì)的頻率參數(shù)專用測(cè)試系統(tǒng)。自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其目的和優(yōu)勢(shì)在于，提供專門的晶體的溫度頻率特性參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)單次測(cè)試晶體數(shù)目沒有上限，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)溫度控制和頻率測(cè)量低成本和低出錯(cuò)率，實(shí)現(xiàn)晶體溫度頻率特性的自動(dòng)分析；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可大幅降低測(cè)試成本；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，可根據(jù)測(cè)試晶體數(shù)量的需要進(jìn)行溫箱和板卡的調(diào)整，跟進(jìn)測(cè)試精度的需要選擇不同的頻率計(jì)，使測(cè)試成本最低。
[0008]本發(fā)明提供了基于頻率計(jì)的晶體溫度頻率參數(shù)專用測(cè)試系統(tǒng)，包括:1、為晶體提供驅(qū)動(dòng)的電路模塊。2、進(jìn)行晶體驅(qū)動(dòng)和輸出選擇的通道控制模塊。3、管理驅(qū)動(dòng)電路模塊和通道控制模塊控制并負(fù)責(zé)通信的子板。4、電路系統(tǒng)控制母板。5、運(yùn)行于中央控制器上的控制軟件。6、溫度可程序控制的溫箱。7、晶體適配器。8、頻率計(jì)。
[0009]1、為晶體提供驅(qū)動(dòng)的電路模塊。該模塊為晶體振蕩提供電源。該模塊同時(shí)為多個(gè)晶體提供驅(qū)動(dòng)。
[0010]2、進(jìn)行晶體驅(qū)動(dòng)和輸出選擇的通道控制模塊。該模塊進(jìn)行通道控制，從而選擇不同的晶體進(jìn)行加電，同時(shí)將所選擇晶體的輸出通過選擇相應(yīng)的輸出通道輸出到端口。
[0011]3、管理驅(qū)動(dòng)電路模塊和通道控制模塊控制并負(fù)責(zé)通信的子板。在一塊子板上有驅(qū)動(dòng)電路模塊、通道選擇模塊和通信模塊。通信模塊負(fù)責(zé)不同子板及子板和母板直接的通信，進(jìn)行控制命令的交互，晶體輸出信號(hào)的傳遞。
[0012]4、電路系統(tǒng)控制母板。電路系統(tǒng)控制母板負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)不同子板的工作順序，與子板的通信及與中央控制器的通信。
[0013]5、運(yùn)行于中央控制器上的控制軟件。軟件進(jìn)行被測(cè)晶體的選擇，控制溫箱，同時(shí)驅(qū)動(dòng)頻率計(jì)并從頻率計(jì)將測(cè)試結(jié)果讀會(huì)。中央控制器軟件還對(duì)測(cè)試結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
[0014]6、溫度可程序控制的溫箱。調(diào)整溫度，為晶體測(cè)試提供不同的溫度環(huán)境。
[0015]7、晶體適配器。有效可靠連接晶體引腳與驅(qū)動(dòng)電路模塊、通道選擇模塊。
[0016]8、頻率計(jì)。進(jìn)行準(zhǔn)確的頻率計(jì)數(shù)，測(cè)量晶體輸出。
[0017]本發(fā)明提供了自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其工作過程如下:
[0018]步驟1，中央控制器軟件初始化相關(guān)設(shè)備；
[0019]步驟2，中央控制器軟件調(diào)整溫箱溫度，溫度穩(wěn)定后向下運(yùn)行。
[0020]步驟3，中央控制器軟件確定測(cè)試晶體，并發(fā)送相應(yīng)命令。
[0021]步驟4，母板接收中央控制器命令，并發(fā)送命令至子板。
[0022]步驟5，子板控制器接收到命令后，控制通道選擇模塊，驅(qū)動(dòng)電路模塊為選擇的被測(cè)晶體提供電源，通道選擇模塊打開相應(yīng)通道，使晶體輸出連接到總線。
[0023]步驟6，頻率計(jì)測(cè)試晶體輸出，并將測(cè)試結(jié)果發(fā)送的中央控制器。
[0024]步驟7，中央控制器接收測(cè)試結(jié)果，并將結(jié)果存儲(chǔ)和分析。
[0025]步驟8，測(cè)試下一個(gè)晶體直至該溫度下測(cè)試完畢。
[0026]步驟9，調(diào)整下一溫度點(diǎn)，直至測(cè)試完畢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是基于頻率計(jì)的晶體溫度頻率參數(shù)專用測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖)；
[0028]圖2子板結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖3母板結(jié)構(gòu)圖；

【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明提供一種基于頻率計(jì)的晶體溫度頻率參數(shù)專用測(cè)試系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目的、具體方案和優(yōu)點(diǎn)更加清晰，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]測(cè)試對(duì)象為32.768K的柱狀晶體。
[0032]晶體適配器選用28引腳的1.77mm的高溫測(cè)試socket
[0033]頻率計(jì)選用Agilent公司的E53220，溫箱選用ESPEC的Espec SU-221圖1中中央控制器選用普通臺(tái)式電腦。電腦中設(shè)計(jì)了基于VB的軟件。該軟件負(fù)責(zé)控制溫箱，并讀取溫度實(shí)時(shí)溫度；驅(qū)動(dòng)頻率計(jì)，對(duì)頻率計(jì)進(jìn)行初始化，并從頻率計(jì)讀取測(cè)量結(jié)果。與母板通過RS232進(jìn)行通信，發(fā)布控制命令，接收母板反饋信息。
[0034]圖2中母板中用Altera的EPM1270作為處理器，負(fù)責(zé)與電腦進(jìn)行通信，同時(shí)將電腦的控制命令轉(zhuǎn)發(fā)給插在母板上的子板上。母板結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。母板子板通過插槽與子板相連。
[0035]圖3中子板用Altera的EPM1270作為處理器，處理器將母板轉(zhuǎn)發(fā)的命令進(jìn)行解釋，并發(fā)送給通道選擇模塊，通道選擇模塊控制電源模塊給相應(yīng)的晶體加電，并打開通道選擇模塊將晶體輸出連接到測(cè)量通道上。電源模塊中包含晶體驅(qū)動(dòng)電路，可選用MK3200。通道選擇模塊可以AD1608。
[0036]電源模塊通過連接線連接到晶體適配器，為相應(yīng)的晶體加電。通道選擇模塊通過連線連接到適配器，將晶體輸出連接到測(cè)量通道。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試要求控制溫箱溫度，并行測(cè)試大量晶體的頻率特性。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:晶體測(cè)試所需的頻率測(cè)量設(shè)備最少為1臺(tái)單通道，可根據(jù)測(cè)試需求安裝多臺(tái)頻率測(cè)試設(shè)備，也可為多通道頻率測(cè)試設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:被測(cè)晶體的數(shù)目無理論上限，只受限于所選的溫箱腔體大小。
4.如權(quán)利要求3所述的被測(cè)晶體的數(shù)目無理論上限，只受限于所選的溫箱腔體大小，其特征在于，根據(jù)待測(cè)晶體的數(shù)目選擇相應(yīng)的控制子板、母板和晶體適配器的數(shù)目。
5.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:中央控制器控制測(cè)試流程、溫箱溫度，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)程存儲(chǔ)、處理和分析。中央存儲(chǔ)器的硬件可采用電腦、單片機(jī)、Arm等多種設(shè)備。其軟件也可采用多種語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì),如matlab,C++,VB,.net, labview, windows CVI 等。
6.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:母板負(fù)責(zé)與中央控制器通信，并將中央控制器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行解釋轉(zhuǎn)發(fā)給子板。
7.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:母板可根據(jù)需要安裝一塊或幾塊子板。
8.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:子板接收端母板的命令為被測(cè)試晶體提供電源或其它開啟信號(hào)，并將晶體輸出連接至輸出通道。
9.如權(quán)利要求6、8所述的母板負(fù)責(zé)與中央控制器通信，并將中央控制器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行解釋轉(zhuǎn)發(fā)給子板，子板接收端母板的命令為被測(cè)試晶體提供電源或其它開啟信號(hào)，并將晶體輸出連接至輸出通道，其特征在于:母版和子板可以為分開的PCB板通過插槽或其它連接方式連接，也可為同一塊PCB板卡。
10.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:晶體通過晶體適配器獲得可靠電器連接從而獲得驅(qū)動(dòng)電源，并將輸出信號(hào)輸出。
11.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:晶體和晶體適配器置于溫箱中，子板、母版可以置于溫箱中，也可置于溫箱外，通過線纜與晶體適配器相連。
12.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制批量晶體頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:置于溫箱中的部分，如晶體適配器、子板、母版，可再其上面安裝溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器等感應(yīng)裝置，提高測(cè)量準(zhǔn)確度，或?yàn)闇y(cè)量提供輔助信息。
【文檔編號(hào)】G01R23/02GK104459311SQ201410653751
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:北京七芯中創(chuàng)科技有限公司