[发明专利]一种芯片原子钟的加速老化可靠性试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种芯片原子钟的加速老化可靠性试验装置及方法，所述装置包括：测试板卡、温湿箱、参考时钟、示波器、DC直流电源、相位噪声测试仪和计算机，所述测试板卡放在温湿箱内，将多个芯片原子钟安装在测试板卡上，所述测试板卡上设置有芯片原子钟插座、电压转换模块、信号输出模块和电源接口，所述DC直流电源经电源接口为测试板卡进行供电，所述电压转换模块为芯片原子钟供电，所述信号输出模块进行双路信号输出，信号输出模块连接示波器、相位噪声测试仪和计算机设备对芯片原子钟时间及频率信号质量进行评估。本发明解决了现有芯片原子钟可靠性测试效率低、成本高的问题。

技术领域

本发明涉及原子钟可靠性测试技术领域，具体涉及一种芯片原子钟的加速老化可靠性试验装置及方法。

背景技术

MTBF(Mean Time Between Failure),即平均无故障工作时间，是衡量一个产品的可靠性指标。度量方法为：在规定条件下和规定时间内，产品的寿命单位总数与故障总次数之比。MTBF值是产品设计时要考虑的重要参数，可靠度工程师或设计师经常使用各种不同的方法与标准来估计产品的MTBF值。

CPT原子钟是利用原子的相干布局囚禁原理而实现的一种新型原子钟，由于不再需要微波谐振腔，因此可以做到真正的微型化。晶振的时间为“毫秒”级精确度，已足够满足日常通讯和生活的需求，CPT原子钟的时间为“纳秒”级精确度，作为更精确的计时工具，在通信、航天、卫星和科学探测等方面发挥重要作用。

现有产品的MTBF可靠性测试相关标准包括MIL-HDBK-217F、Telcordia SR332、Siemens Norm、Fides或UTE C 80-810(RDF2000)等。目前主流使用的权威性标准是MIL-HDBK-217、GJB/Z299B和Bellcore,分别应用于军工产品和民用产品。不过这些方法估计到的值和实际的平均故障间隔仍有相当的差距，很难测算准确的平均无故障工作时间以找出实际产品设计中的薄弱环节。容易出现MTBF可靠性测试的效率低，成本高的情况。

发明内容

为此，本发明提供一种芯片原子钟的加速老化可靠性试验装置及方法，以解决现有芯片原子钟可靠性测试效率低、成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，公开了一种芯片原子钟的加速老化可靠性试验装置，所述装置包括：测试板卡、温湿箱、参考时钟、示波器、DC直流电源、相位噪声测试仪和计算机，所述测试板卡放在温湿箱内，将多个芯片原子钟安装在测试板卡上，所述测试板卡上设置有芯片原子钟插座、电压转换模块、信号输出模块和电源接口，所述DC直流电源经电源接口为测试板卡进行供电，所述电压转换模块为芯片原子钟供电，所述信号输出模块进行双路信号输出，信号输出模块连接示波器、相位噪声测试仪和计算机设备对芯片原子钟时间及频率信号质量进行评估。

进一步地，所述电源接口连接DC直流电源，测试板卡上的多个芯片原子钟均与电源接口连接，通过电源接口进行供电。

进一步地，所述电压转换模块包括：5V电压转换模块和3.3V电压直连模块，所述3.3V电压直连模块直接进行供电，所述5V电压转换模块将5V电压转换为3.3V电压进行供电。

进一步地，所述信号输出模块包括：1PPS信号输出单元和10MHz信号输出单元，所述1PPS信号输出单元连接示波器，所述10MHz信号输出单元连接相位噪声测试仪，相位噪声测试仪连接计算机。

进一步地，所述相位噪声测试仪还连接有10MHz参考时钟，通过参考时钟向相位噪声测试仪输出10MHz信号。

根据本发明的第二方面，公开了一种芯片原子钟的加速老化可靠性试验方法，所述方法为：