[发明专利]石英晶体电参数测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及石英晶体电参数测试技术，更具体地讲，涉及一种双通道石英晶体电参数测试系统。

背景技术

石英晶体谐振器(以下简称石英晶体)是一种广泛应用于通信、计算机、电子仪表、家用电器等各个领域的元件。随着电子信息产业的飞速发展，尤其是数字电子技术的广泛应用，石英晶体的市场需求快速增长，石英晶体生产行业发展迅速，因此对石英晶体电参数的测试精度及效率均提出了更高的要求。

发明内容

为克服上述问题，提供一种石英晶体电参数测试系统，该系统可包括：计算机，发出控制信号；信号发生器，根据计算机发出的控制信号产生具有预定频率的第一正弦信号至第四正弦信号；第一π网络，连接到第一石英晶体的两端，并接收第一正弦信号；第二π网络，连接到第二石英晶体的两端，并接收第二正弦信号；第一混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第一π网络的输出信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第一π网络的输出信号的幅值成比例的第一直流信号，其第二输出端输出第一π网络的输出信号与第四正弦信号之间的第一差频信号；第二混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第二π网络的输出信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第二π网络的输出信号的幅值成比例的第二直流信号，其第二输出端输出第二π网络的输出信号与第四正弦信号之间的第二差频信号；第三混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第三正弦信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第三正弦信号的幅值成比例的第三直流信号，其第二输出端输出第三正弦信号与第四正弦信号之间的第三差频信号；第四混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第三正弦信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第三正弦信号的幅值成比例的第四直流信号，其第二输出端输出第三正弦信号与第四正弦信号之间的第四差频信号；第一鉴相电路，接收第一差频信号和第三差频信号，并输出第一差频信号与第三差频信号之间的第一相位差；第二鉴相电路，接收第二差频信号和第四差频信号，并输出第二差频信号和第四差频信号之间的第二相位差；模拟数字转换器，接收第一相位差和第二相位差，将第一相位差和第二相位差转换为数字信号并将所述数字信号输入到计算机。

第三正弦信号与第一正弦信号可同频但不同相，第三正弦信号与第二正弦信号可同频但不同相。

第四正弦信号的频率与第一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号的频率之间可存在预定的频率差。

在测量第一石英晶体和第二石英晶体的电参数时，首先将第一石英晶体和第二石英晶体分别替换成短路片，计算机控制四通道信号发生器分别调节第一正弦信号和第二正弦信号的相位，使得第一π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差为零，并且使得第二π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差为零；然后移除短路片，将第一石英晶体的两端连接到第一π网络，将第二石英晶体的两端连接到第二π网络，同时计算机控制四通道信号发生器分别调节第一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号的频率，使得第一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号总是保持同频，且幅值关系和相位关系保持不变，第四正弦信号的频率始终与第一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号的频率存在预定的频率差；当第一π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差再次为零时，此时四通道信号发生器输出的第一正弦信号、第二正弦信号或第三正弦信号的频率为第一石英晶体的串联谐振频率；当第二π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差再次为零时，此时四通道信号发生器输出的第一正弦信号、第二正弦信号或第三正弦信号的频率为第二石英晶体的串联谐振频率。

在调节第一正弦信号至第四正弦信号的频率的过程中，计算机以预定的时间间隔按照预定的频距控制四通道信号发生器输出的第一正弦信号至第四正弦信号的频率从低到高变化。

模拟数字转换器接收第一直流信号至第四直流信号，将第一直流信号至第四直流信号转换为数字信号并将所述数字信号输入到计算机；计算机根据第一直流信号和第三直流信号的幅值、第三正弦信号的幅值以及第一石英晶体的串联谐振频率计算第一石英晶体的串联电阻、静态电容、动态电容和动态电感，根据第二直流信号和第四直流信号的幅值、第三正弦信号的幅值以及第二石英晶体的串联谐振频率计算第二石英晶体的串联电阻、静态电容、动态电容和动态电感。