[發明專利]一種提高溫度補償晶振穩定度的測試方法

在審

• 申請號: 202010430474.5
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111669126A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 羅海杰
• 申請（專利權）人: 成都恒晶科技有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 吳帥;李素紅

本發明涉及晶體振蕩器技術領域，具體涉及一種提高溫度補償晶振穩定度的測試方法，包括設置預制參考頻率f0接入數字頻率比較電路；將需要補償的VCXO的頻率連接數字頻率比較器；補償VCXO的單片機通過ADC采集鎖相環輸出的比較控制電壓和溫度傳感器的溫度值對應關系通過多項式擬合算法運算后進行存儲；系統形成控制閉環，頻率補償的VCXO的輸出頻率f將被補償到與預設參考頻率f0一致；在環境試驗溫箱中循環步驟S1?S4，單片機將自動存儲溫度補償電壓值；將溫補VCXO與數字頻率比較器斷開連接，單片機采集溫度值，測試輸出頻率?溫度特性曲線；本發明實現了溫度補償VCXO輸出頻率的高穩定度，便于批量化的生產測試，測試簡單，效率高而且使用成本低。

技術領域

本發明涉及晶體振蕩器技術領域，具體涉及一種提高溫度補償晶振穩定度的測試方法。

背景技術

伴隨著小型蜂窩基站、5G網絡建設和衛星導航通訊等現代科技領域的飛速發展，人們對所有數字電路中的核心器件之一晶體振蕩器提出了更高的要求。為了滿足更穩定的通信和信號傳輸速率，需要晶體振蕩器有更高的頻率-溫度穩定度。傳統的模擬補償和數字補償兩種溫度-頻率特性補償方式難以再將溫補晶體振蕩器(TCXO)的頻率-溫度穩定度補償在全溫段(-40～85℃)±0.5ppm之內。因此出現了一種利用微控制器對溫補晶體振蕩器(TCXO)進行頻率補償的方案，通過微控制器補償提高溫補晶體振蕩器的頻率-溫度穩定度。

傳統的TCXO頻率補償測試方法如圖2所示。首先由上位機預設頻率值，上位機通過頻率計采集TCXO的輸出頻率，得到頻率差值；然后上位機將頻率差值轉換為控制電壓的差值，將控制電壓的差值通過串口等通信方式傳輸到微控制器單片機中；再由單片機將通信得到的控制電壓的差值通過電壓轉換電路D/A輸出到VCXO的控制電壓腳控制頻率輸出。通過這一閉環控制的方式使輸出頻率補償到預設頻率值。整個閉環測試系統復雜而且環路響應慢，往往補償后的穩定度差異大，而且不容易實現大規模的生產。

基于此，本發明設計了一種提高溫度補償晶振穩定度的測試方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于解決上述背景技術中提出的問題，提供了一種提高溫度補償晶振穩定度的測試方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種提高溫度補償晶振穩定度的測試方法，包括以下步驟：

S1、設置預制參考頻率f0并接入數字頻率比較電路的參考輸入引腳；

S2、將需要補償的壓控石英振蕩器VCXO的頻率輸出引腳連接至數字頻率比較器輸入端；

S3、補償壓控石英振蕩器VCXO的單片機通過ADC采集鎖相環輸出的比較控制電壓和溫度傳感器的溫度值對應關系通過多項式擬合算法運算后進行存儲，單片機將采集的控制電壓通過電壓轉換電路D/A輸出到晶體的電壓控制引腳；

S4、系統形成控制閉環，頻率補償的壓控石英振蕩器VCXO的輸出頻率f將被補償到與預設參考頻率f0一致；

S5、在環境試驗溫箱中循環步驟S1-S4，單片機將自動存儲環境試驗溫箱中的溫度補償電壓值；

S6、將溫補壓控石英振蕩器VCXO與數字頻率比較器斷開連接，單片機采集溫度值，并輸出通過多項式擬合算法運算后對應的補償電壓，測試輸出頻率-溫度特性曲線。

進一步地，所述步驟S3和步驟S5中單片機存儲的數據位于單片機自帶的Flash內。

進一步地，所述步驟S3、S5和S6中單片機型號采用STM32F103系列。

進一步地，所述步驟S5中環境試驗溫箱的溫度控制范圍為-40～85℃。

進一步地，所述步驟S3中ADC、溫度傳感器和電壓轉換電路D/A均安裝在SOC芯片上。