晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置及晶振模塊環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置及晶振模塊環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)方法。本發(fā)明從晶振性能的內(nèi)在機(jī)理出發(fā),通過(guò)晶振振動(dòng)數(shù)據(jù)采集及機(jī)理挖掘,求解出晶振振動(dòng)機(jī)理與調(diào)節(jié)參數(shù)的映射函數(shù);并對(duì)晶振模塊環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié),提高晶振模塊振動(dòng)條件環(huán)境適應(yīng)性。
【專利說(shuō)明】晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置及晶振模塊環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置及晶振模塊環(huán)境 適應(yīng)性調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著軍民航空電子設(shè)備的蓬勃發(fā)展,各種高速飛行器對(duì)其使用的電子設(shè)備在振動(dòng) 環(huán)境中的穩(wěn)定度提出了日益苛刻的要求,這對(duì)晶振降噪的相關(guān)設(shè)計(jì)提出了前所未有的挑 戰(zhàn)。晶體振蕩器在振動(dòng)環(huán)境下的相位噪聲同時(shí)受到晶體本身的加速度靈敏度、晶體振蕩器 的中心頻率、振動(dòng)環(huán)境的頻率和強(qiáng)度的影響。晶振隨著頻率源系統(tǒng)所處的振動(dòng)環(huán)境的改變 直接導(dǎo)致在實(shí)際工程應(yīng)用中晶振模塊貨架化難以實(shí)現(xiàn)。因此,研究晶振環(huán)境適應(yīng)性可配置 技術(shù),已經(jīng)成為了航空電子裝備行業(yè)內(nèi)的一個(gè)迫切需求。
[0003] 在惡劣振動(dòng)環(huán)境中,目前主要的降低晶振模塊相位噪聲的方法有橡膠片減振、鋼 絲繩減振及主動(dòng)減振等,行業(yè)內(nèi)依舊采取定制化的設(shè)計(jì)理念來(lái)對(duì)相應(yīng)的晶振模塊進(jìn)行減振 設(shè)計(jì)。事實(shí)上,由于晶振加工工藝品質(zhì)的不一致性始終存在,相同型號(hào)、不同批次的晶振都 存在著較大的環(huán)境適應(yīng)性差異,這已經(jīng)直接影響到晶振模塊降噪設(shè)計(jì)的有效性,實(shí)際的工 程實(shí)踐已經(jīng)證明,一味的提高隔振率已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)對(duì)頻率源信號(hào)穩(wěn)、準(zhǔn)、純的苛刻要 求,目前的相應(yīng)的處理方法有一定的局限性。另一方面,傳統(tǒng)的晶振模塊減振設(shè)計(jì)一般脫離 晶振內(nèi)在機(jī)理的研究,并沒(méi)有從環(huán)境對(duì)晶振性能的內(nèi)在機(jī)理出發(fā)來(lái)進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性配置設(shè) 計(jì)。綜上所述,目前的晶振模塊振動(dòng)條件環(huán)境適應(yīng)性不能滿足航空電子裝備復(fù)雜多變的使 用環(huán)境,不足以滿足目前晶振日益苛刻的工作要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提出了一種晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置及晶振模塊環(huán)境適應(yīng) 性調(diào)節(jié)方法。
[0005] 所述晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置,包括底座圓腔、方位調(diào)整座、俯仰調(diào)整座、用于固定 晶振的PCB板;其中,底座圓腔為頂部開(kāi)口的圓形腔體;方位調(diào)整座位于底座圓腔內(nèi),設(shè)置 有頂部開(kāi)口的矩形腔體,且能夠在底座圓腔內(nèi)以底座圓腔中心軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng),所述底座圓 腔側(cè)壁設(shè)置有若干螺紋安裝孔,螺釘能夠穿過(guò)螺紋安裝孔將方位調(diào)整座以一定角度固定; 所述俯仰調(diào)整座為矩形框體,位于方位調(diào)整座內(nèi),下端相對(duì)兩側(cè)設(shè)置向下的圓弧形凸 起,且沿著圓弧設(shè)置有多個(gè)孔,所述方位調(diào)整座側(cè)壁設(shè)置若干孔,螺釘能夠穿過(guò)方位調(diào)整座 側(cè)壁及俯仰調(diào)整座下端的孔使得使俯仰調(diào)整座以一定角度固定于方位調(diào)整座內(nèi); 所述PCB板放置在俯仰調(diào)整座上。
[0006] 進(jìn)一步的,還包括蓋板,所述蓋板蓋住底座圓腔。
[0007] 進(jìn)一步的,方位調(diào)整座相對(duì)兩側(cè)設(shè)置圓弧形突出物,且所述圓弧形突出物的弧度 與底座圓腔側(cè)壁的弧度吻合。
[0008] 進(jìn)一步的,方位調(diào)整座的方位角度±180°范圍內(nèi)可調(diào)。
[0009] 進(jìn)一步的,俯仰調(diào)整座在俯仰角度±30°范圍內(nèi)可調(diào)。
[0010] 一種利用上述的晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置的晶振模塊環(huán)境適應(yīng)度配置方法,包含下 列步驟: 第一步:測(cè)試待測(cè)試晶振模塊靜態(tài)及多組振動(dòng)工作狀態(tài)的相位噪聲; 第二步:設(shè)定振動(dòng)環(huán)境輸入條件,建立機(jī)理推演數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)基于響應(yīng)面模型的影響機(jī) 理數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘; 第三步:結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果,給出晶振振動(dòng)工作機(jī)理的線性或者非線性關(guān)系; 第四步:將待測(cè)試晶振模塊裝入到環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)裝置中; 第五步:輸入晶振模塊調(diào)節(jié)裝置可調(diào)節(jié)參數(shù)矩陣; 第六步:建立以提高電性能為目標(biāo)的數(shù)學(xué)規(guī)劃,線性化處理以后求解,得到可以直接指 導(dǎo)裝置調(diào)整的配置參數(shù); 第七步:根據(jù)得到的映射函數(shù)計(jì)算調(diào)整參數(shù),達(dá)到晶振模塊環(huán)境適應(yīng)度和調(diào)節(jié)的目的。
[0011] 進(jìn)一步的,在第二步中,所述振動(dòng)環(huán)境輸入條件指振動(dòng)量級(jí)及振動(dòng)頻率。
[0012] 進(jìn)一步的,第五步中,所述可調(diào)節(jié)參數(shù)矩陣由俯仰調(diào)整座的俯仰角調(diào)節(jié)參數(shù)及方 位調(diào)整座的方位角調(diào)節(jié)參數(shù)組成。
[0013] 進(jìn)一步的,第六步中,線性化處理以后通過(guò)SLP求解。
[0014] 本發(fā)明的有益效果為: 本發(fā)明采用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)學(xué)規(guī)劃法等方法設(shè)計(jì)了一套晶振模塊環(huán)境適應(yīng)度配置系統(tǒng), 并設(shè)計(jì)了調(diào)節(jié)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)適應(yīng)度配置。其可以求解晶振振動(dòng)環(huán)境適應(yīng)度與振動(dòng)機(jī)理的映射 函數(shù),相比于其他晶振振動(dòng)環(huán)境主被動(dòng)減振降噪系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于以下幾個(gè)方面: 1. 利用環(huán)境適應(yīng)度來(lái)描述晶振在不同振動(dòng)環(huán)境下的性能惡化情況; 2. 通過(guò)SLP求解出的振動(dòng)輸入條件和調(diào)節(jié)量的數(shù)學(xué)關(guān)系,根據(jù)該數(shù)學(xué)關(guān)系可以依據(jù)不 同的振動(dòng)環(huán)境來(lái)選擇可調(diào)范圍內(nèi)最佳調(diào)整方案; 3. 對(duì)于技術(shù)模塊貨架化管理,采用本方法的晶振模塊可靠性要高于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明所述晶振模塊環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)爆炸圖。
[0016] 圖2為方位調(diào)整座位于底座圓腔內(nèi)的示意圖。
[0017] 圖3為俯仰調(diào)整座的不意圖。
[0018] 圖4為俯仰調(diào)整座安裝于方位調(diào)整座內(nèi)的示意圖。
[0019] 圖5為本發(fā)明所述晶振模塊環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)方法的流程圖。
[0020] 圖中:1.蓋板;2.晶振;3.俯仰調(diào)整座;4.方位調(diào)整座;5.底座圓腔。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思為:從晶振性能的內(nèi)在機(jī)理出發(fā),通過(guò)晶振振動(dòng)數(shù)據(jù)采集及機(jī) 理挖掘,求解出晶振振動(dòng)機(jī)理與調(diào)節(jié)參數(shù)的映射函數(shù);并對(duì)晶振模塊環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)裝置 進(jìn)行調(diào)節(jié),提高晶振模塊振動(dòng)條件環(huán)境適應(yīng)性。
[0022] 在介紹本發(fā)明所述方法之前,對(duì)晶振模塊環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0023] 如圖1所示為該裝置的外觀結(jié)構(gòu)爆炸圖。該裝置包括底座圓腔5、方位調(diào)整座4、 俯仰調(diào)整座3、用于固定晶振2的PCB板(圖中未示出PCB板)、蓋板1。
[0024] 其中,底座圓腔5最大,為頂部開(kāi)口的圓形腔體。腔體上端沿著圓邊設(shè)置有若干螺 釘孔,所述螺釘孔用于固定蓋板1。
[0025] 如圖2所示,方位調(diào)整座4位于底座圓腔5內(nèi),為矩形腔體,矩形腔體外圍對(duì)角線 長(zhǎng)度等于底座圓腔5的內(nèi)直徑長(zhǎng)度,使得其能夠在底座圓腔5內(nèi)以底座圓腔5圓心軸為中 心轉(zhuǎn)動(dòng)。方位角度±180°范圍內(nèi)可調(diào)。
[0026] 優(yōu)選的,為了使方位調(diào)整座4轉(zhuǎn)動(dòng)更加平滑,方位調(diào)整座4相對(duì)的兩側(cè)設(shè)置圓弧狀 突出物,該圓弧狀突出物與底座圓腔5側(cè)壁的弧度吻合。進(jìn)一步的,其弧邊略延伸到相鄰兩 直角邊兩端形成圓角過(guò)渡,以使轉(zhuǎn)動(dòng)更加靈活。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方位角度±180°范圍內(nèi)可調(diào)。
[0027] 所述底座圓腔5側(cè)壁設(shè)置均有若干螺紋安裝孔,根據(jù)晶振2加速度敏感度,螺釘穿 過(guò)其中的某些螺紋安裝孔固定方位調(diào)整座4。
[0028] 如圖3所示為俯仰調(diào)整座3的示意圖,所述俯仰調(diào)整座3位于方位調(diào)整座4內(nèi),為 中空的矩形框體,下端相對(duì)兩側(cè)設(shè)置向下的圓弧形凸起,且沿著圓弧邊設(shè)置有多個(gè)孔,稱為 內(nèi)孔。如圖4所示為俯仰調(diào)整座3安裝于方位調(diào)整座4內(nèi)的示意圖,可見(jiàn),所述方位調(diào)整座 4未設(shè)置圓弧狀突出物的兩個(gè)側(cè)壁設(shè)置孔,稱為外孔。使用時(shí),螺釘能夠穿過(guò)外孔、某個(gè)內(nèi)孔 使俯仰調(diào)整座3以一定角度固定于方位調(diào)整座4內(nèi)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)俯仰±30°范圍內(nèi)可調(diào)。
[0029] 所述固定有晶振2的PCB板放置在俯仰調(diào)整座3上;晶振2通過(guò)插針插入PCB板, 之后焊接在一起。
[0030] 所述蓋板1為圓形,沿著圓邊設(shè)置有若干螺釘孔,螺釘穿過(guò)蓋板1圓邊的螺釘孔、 底座圓腔5上端的螺釘孔將兩者固定在一起。
[0031] 該裝置的使用方法為: 預(yù)先得到晶振2需要的方位角度及俯仰角度,通過(guò)方位調(diào)整座4在底座圓腔5內(nèi)的轉(zhuǎn) 動(dòng)進(jìn)行方位角± 180°范圍內(nèi)的調(diào)節(jié),通過(guò)俯仰調(diào)整座3在方位調(diào)整座4的固定位置進(jìn)行俯 仰±30°范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)完畢后蓋上蓋板1。
[0032] 下面對(duì)利用晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置的基于晶振振動(dòng)工作機(jī)理的環(huán)境適應(yīng)度配置 方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0033] 具體步驟如圖5所示: 第一步:測(cè)試晶振模塊靜態(tài)及多組振動(dòng)工作狀態(tài)的相位噪聲。
[0034] 第二步:設(shè)定振動(dòng)工作環(huán)境輸入條件,建立機(jī)理推演數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)基于響應(yīng)面模型 的影響機(jī)理數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。
[0035] 振動(dòng)環(huán)境輸入條件是指振動(dòng)量級(jí)G,振動(dòng)頻率f。建立機(jī)理推演數(shù)據(jù)庫(kù)指由二次多 項(xiàng)式構(gòu)造的晶振振動(dòng)影響參數(shù)的響應(yīng)面模型,模型數(shù)學(xué)表達(dá)式建立一系列擬合多項(xiàng)式。舉 例說(shuō)明,如
【權(quán)利要求】
1. 一種晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置,其特征在于,包括底座圓腔、方位調(diào)整座、俯仰調(diào)整座、 用于固定晶振的PCB板; 其中,底座圓腔為頂部開(kāi)口的圓形腔體;方位調(diào)整座位于底座圓腔內(nèi),設(shè)置有頂部開(kāi)口 的矩形腔體,且能夠在底座圓腔內(nèi)以底座圓腔中心軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng),所述底座圓腔側(cè)壁設(shè)置 有若干螺紋安裝孔,螺釘能夠穿過(guò)螺紋安裝孔將方位調(diào)整座以一定角度固定; 所述俯仰調(diào)整座為矩形框體,位于方位調(diào)整座內(nèi),下端相對(duì)兩側(cè)設(shè)置向下的圓弧形凸 起,且沿著圓弧設(shè)置有多個(gè)孔,所述方位調(diào)整座側(cè)壁設(shè)置若干孔,螺釘能夠穿過(guò)方位調(diào)整座 側(cè)壁及俯仰調(diào)整座下端的孔使得使俯仰調(diào)整座以一定角度固定于方位調(diào)整座內(nèi); 所述PCB板放置在俯仰調(diào)整座上。
2. 如權(quán)利要求1所述的晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置,其特征在于,還包括蓋板,所述蓋板蓋 住底座圓腔。
3. 如權(quán)利要求1所述的晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置,其特征在于,方位調(diào)整座相對(duì)兩側(cè)設(shè) 置圓弧形突出物,且所述圓弧形突出物的弧度與底座圓腔側(cè)壁的弧度吻合。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置,其特征在于,方位調(diào)整座的方 位角度±180°范圍內(nèi)可調(diào)。
5. 如權(quán)利要求1或2或3所述的晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置,其特征在于,俯仰調(diào)整座在俯 仰角度±30°范圍內(nèi)可調(diào)。
6. -種利用權(quán)利要求1飛任一項(xiàng)所述的晶振模塊調(diào)節(jié)配置裝置的晶振模塊環(huán)境適應(yīng) 度配置方法,其特征在于,包含下列步驟: 第一步:測(cè)試待測(cè)試晶振模塊靜態(tài)及多組振動(dòng)工作狀態(tài)的相位噪聲; 第二步:設(shè)定振動(dòng)環(huán)境輸入條件,建立機(jī)理推演數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)基于響應(yīng)面模型的影響機(jī) 理數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘; 第三步:結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果,給出晶振振動(dòng)工作機(jī)理的線性或者非線性關(guān)系; 第四步:將待測(cè)試晶振模塊裝入到環(huán)境適應(yīng)性調(diào)節(jié)裝置中; 第五步:輸入晶振模塊調(diào)節(jié)裝置可調(diào)節(jié)參數(shù)矩陣; 第六步:建立以提高電性能為目標(biāo)的數(shù)學(xué)規(guī)劃,線性化處理以后求解,得到可以直接指 導(dǎo)裝置調(diào)整的配置參數(shù); 第七步:根據(jù)得到的映射函數(shù)計(jì)算調(diào)整參數(shù),達(dá)到晶振模塊環(huán)境適應(yīng)度和調(diào)節(jié)的目的。
7. 如權(quán)利要求6所述的晶振模塊環(huán)境適應(yīng)度配置方法,其特征在于,在第二步中,所述 振動(dòng)環(huán)境輸入條件指振動(dòng)量級(jí)及振動(dòng)頻率。
8. 如權(quán)利要求6所述的晶振模塊環(huán)境適應(yīng)度配置方法,其特征在于,第五步中,所述可 調(diào)節(jié)參數(shù)矩陣由俯仰調(diào)整座的俯仰角調(diào)節(jié)參數(shù)及方位調(diào)整座的方位角調(diào)節(jié)參數(shù)組成。
9. 如權(quán)利要求6所述的晶振模塊環(huán)境適應(yīng)度配置方法,其特征在于,第六步中,線性化 處理以后通過(guò)SLP求解。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104408296SQ201410642892
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】冷國(guó)俊, 王延, 保宏, 陳睿, 張文堃, 尹本浩, 何著 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所