[发明专利]温补晶振温度补偿测试系统及方法

说明书

本发明提供一种温补晶振温度补偿测试系统及方法，该系统包括：测试上位机；频率源；高低温试验箱，测试上位机设置高低温试验箱的温度；多个测试电路板，位于高低温试验箱内，每个测试电路板包括FPGA测频电路、ARM控制电路和多个TCXO测试电路；FPGA测频电路用于根据测试上位机发送的控制指令测量每个测试电路板上的温补晶振的频率；每个TCXO测试电路用于采集对应温补晶振在不同温度下的频率；ARM控制电路用于根据每个温补晶振的频率和频率源的频率之间差值，确定每个温补晶振的压控电压；测试上位机用于根据压控电压确定温补晶振的补偿参数，将补偿参数写回温补晶振。本发明实现批量化温度补偿测试，提供测试效率。

技术领域

本发明涉及温补晶振测试技术领域，尤其涉及一种温补晶振温度补偿测试系统及方法。

背景技术

温补晶振即温度补偿晶体振荡器(Temperature Compensated CrystalOscillator，TCXO)作为电子设备的核心器件，具有较高的频率稳定度，作为一种高精度频率源广泛应用于通讯系统、雷达导航系统和精密测控系统等。温补晶振通过温度补偿电路来补偿由周围温度变化产生的振荡频率偏差。

在温补晶振研究和制造过程中，晶体的频率温度特性测量是必不可少的环节。一般晶振在长期运行中，由于各种因素的影响，晶振工作频率会产生一定的波动或老化漂移。为了保证晶振工作频率达到系统运行要求，在频率超出运行要求时必须进行调节，一般多采用电压调节的方法来实现。同时，因为温补晶振的预置参数和软件都是在测量环节完成写入的，所以频率特性测量的工作效率还将影响到温补晶振的工业化生产效率。另外，要获得高精度的温补晶振，频率测量也必须满足一定的精度要求。TCXO的温度补偿是一项关键技术，通过温度补偿测试来保证全温范围内晶振输出频率的高精度和高稳定性。

温补晶振测试是一项基本且重要的测量技术，主要分为5类:直接测频法、时间间隔/相位转换测频法、数字化测频法、内插测频法和混频测频法。目前的温补晶振测试设备一般采用直接测频法，它们都具有十分相似的系统结构，包括主控计算机、高低温试验箱、多路信号开关、标准频标、高精度频率计和测试电路板等，如图1所示。由于在频率特性测量环节的频率计有限，通常只有一个，待测温补晶振只能逐个测试，导致测试效率低下，不利于大批量测试和生产。另外，由于在对温补晶振逐个测试的过程中，为了使所有待测温补晶振在相同的温度环境下进行测试，需要长时间保持测试环境温度稳定，使得在不同温度条件下测试温补晶振的频率-温度特性需要很长保温和测试时间，占用过多的生产资源，增加生产成本。传统测试系统只能通过减少测试温度点来缩短测试时间，这样又导致测试数据少，温补晶振的补偿精度降低，牺牲了产品的精度和频率稳定性。

因此，传统的温补晶振测试设备效率不高，测试所需时间和待测温补晶振数量成正比；另外由于无法兼顾测量温补晶振的动态频率-温度特性数据多样性和测试时长。传统测试设备一般只适用于少量的温补晶振产品测试。

发明内容

本发明提供一种温补晶振温度补偿测试系统及方法，用以解决现有技术中温补晶振测试设备效率不高，无法兼顾测试数据的多样性和测试时长的缺陷，实现多路温补晶振频率信号的并行测量，进行批量化温度补偿测试。

本发明提供一种温补晶振温度补偿测试系统，包括：

测试上位机；

频率源，所述频率源用于提供频率基准；

高低温试验箱，所述高低温试验箱与所述测试上位机信号连接，所述测试上位机用于设置所述高低温试验箱的温度；

多个测试电路板，所述多个测试电路板位于所述高低温试验箱内，每个测试电路板与所述测试上位机信号连接，且与所述频率源信号连接；

每个测试电路板包括FPGA测频电路、ARM控制电路和多个TCXO测试电路；

所述FPGA测频电路用于根据所述测试上位机发送的控制指令测量每个测试电路板上的温补晶振在不同温度下的频率；