[發明專利]SC切型石英晶片在線研磨測頻方法

有效

• 申請號: 202010942406.7
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112162146B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 潘凌鋒;郭彬;陳浙泊;陳一信;林建宇;余建安;顏文俊;林斌;周巍;吳荻葦
• 申請（專利權）人: 浙江大學臺州研究院
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R29/027;G01R29/033
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 董世博;趙志鵬

1.SC切型石英晶片在線研磨測頻方法，其特征在于，包括測頻測試功能和在線測頻功能；

測頻測試功能包括單次掃頻雙諧振頻率波形匹配功能、單次掃頻諧振頻率數據處理功能、單位時間內數據處理功能；具體過程如下：

1.1）參數設置步驟：讀取系統中掉電存儲模塊內測頻測試參數和SC切型石英晶片設置參數；

測頻測試參數，通過掉電存儲模塊讀取，其包括掃頻參數和測頻參數；其中掃頻參數包括掃頻起始頻率和掃頻截止頻率、掃頻步進、掃頻速度、掃頻幅度，測頻參數包括高頻搜索寬度、低頻搜索寬度和峰值約束； SC切型石英晶片設置參數，通過掉電存儲模塊讀取，其包括SC頻率比、頻率比上限、頻率比下限；

對上述參數進行約束條件判斷，若上述參數存在不滿足約束條件的情況，則將其根據新設置的值寫入到掉電存儲模塊內，若掉電存儲模塊中不存在上述參數，則將上述參數設置為默認值，并將其寫入掉電存儲模塊；

將上述測頻測試參數和SC切型石英晶片參數分別發送給顯示模塊顯示，用戶根據需要進行參數修改，若修改后的參數與當前MCU中存儲的值不同，則將MCU中的值更新為顯示的新參數值；

1.2）掃頻準備步驟：對測頻測試功能的相關變量進行初始化，變量包括界面顯示的變量、統計變量和測頻變量；在掃頻模塊開始掃頻前，先將上升沿和下降沿的信號采樣次數清零，將上升沿和下降沿掃頻信號采樣完成標志位清零；根據測頻測試的界面中設置的掃頻參數設置掃頻模塊的參數、控制掃頻模塊進行掃頻；

1.3）波形匹配步驟：步驟1.2）中若上升沿或者下降沿采樣完成，則進入單次掃頻雙諧振頻率波形匹配功能，單次掃頻雙諧振頻率波形匹配后進行單次掃頻諧振頻率數據處理，獲得單位時間內高頻諧振頻率和低頻諧振頻率的平均值，用于下次數據處理比較使用，同時將單次掃頻相關變量清零；當單位時間內數據處理中設定的單位時間到達后，進行相關的數據處理，對單位時間內測到的所有高頻和低頻諧振頻率求平均值和標準差，求實時峰高和諧振寬度的平均值，求高頻頻率和低頻頻率的比值，同時設置界面測頻結果指示燈，并將相關數據處理完成后，將這些數據發送給顯示模塊進行顯示，完成本輪單位時間內的測頻過程后，將高頻諧振頻率平均值的初始值設置為掃頻截止頻率，低頻諧振頻率平均值的初始值設置為掃頻起始頻率，同時將高頻和低頻對應的頻率、峰高、線寬等統計變量清零，進行下一輪的測頻過程；

在線測頻功能包括自動搜索功能和跟蹤測頻功能；自動搜索功能實現對SC切型石英晶片當前頻率的搜索，并且根據自動搜索的不同結果進行不同的處理，若指定圈數內未搜索到頻率則系統提示搜索異常報警，若搜索到一個頻率則進行單頻率跟蹤測頻流程，若搜索到兩個頻率則進行雙頻率跟蹤測頻流程；同時當系統出現測頻異常且頻率未到達停機閾值時，調用自動搜索功能重新搜索頻率；

跟蹤測頻功能包括雙頻率跟蹤功能、單頻率跟蹤功能、測頻參數初始化、掃頻參數設置和兩個功能之間的切換功能；

雙頻率跟蹤功能對兩個頻率跟蹤測頻的單次掃頻測到諧振波形情況進行分析，兩個頻率跟蹤測頻的掃頻范圍能保證覆蓋兩個諧振頻率，掃頻得到的兩個諧振頻率F1和F2之間的波形包括測不到波形、測到1個波形、測到2個及2個以上波形；F1和F2的掃頻范圍與搜索寬度有關，在一定的搜索寬度下，F1的掃頻范圍和F2的掃頻范圍會存在一定的重疊區域；重疊區域具體先判斷F1和F2的掃頻范圍是否存在重疊區域，若存在重疊區域，則F1+24SSLF2-12SSH，需判斷F1掃頻范圍內測到的頻率是否為F2；若不存在重疊區域，則F2-12SSH F1+24SSL，F1內測到頻率不是F2；

其中，單次掃頻測頻包括第一方案和第二方案；第一方案對單次掃頻低頻掃頻范圍內的波形采用9點波形匹配算法，當匹配到一個波形后，根據比例系數，對1.095附近的 N*SSH范圍進行高頻諧振頻率9點波形匹配，N為系統設置參數，SSH為高頻搜索寬度；當N設為0時，相當于18點波形匹配算法；若匹配到波形，且得到的高頻諧振頻率和低頻諧振頻率的比值在頻率比最大值和頻率比最小值范圍內，則認為獲取到了符合條件的高頻諧振頻率和低頻諧振頻率，本次測頻完成，存入晶片區分數組；若指定范圍的高頻波形未匹配到，則繼續進行低頻諧振頻率的9點波形匹配，直到找到滿足條件的高頻諧振頻率和低頻諧振頻率；若遍歷低頻掃頻范圍內所有點仍未匹配到滿足條件的高頻諧振頻率和低頻諧振頻率，則結束本次測頻；

第二方案對掃頻范圍內對單個諧振波形采用9點匹配算法進行全范圍測頻，將測到的諧振頻率統一存到數組內，當完成全范圍測頻后，對數組內的數據統一處理；通過兩輪循環，依次取出數組內兩個不同的數據進行除法運算，若其商在頻率比最大值和頻率比最小值范圍內，則認為本次測頻測到了符合條件的低頻諧振頻率和高頻諧振頻率，若不在范圍內，則本次測頻未測到符合條件的低頻諧振頻率和高頻諧振頻率；

單頻率跟蹤功能的掃頻范圍應覆蓋將當前頻率視為高頻頻率對應的低頻頻率掃頻范圍，以及將當前頻率視為低頻頻率對應的高頻諧振頻率掃頻范圍；當前頻率作為單頻率跟蹤的依據和SC晶片雙諧振頻率中另一個頻率的判斷依據；在單次掃頻測頻過程中，必須先保證測到當前頻率，若當前頻率未測到，則不作另外兩個掃頻范圍的頻率判斷，若測到當前頻率再進行前向頻率波形和后向頻率波形的判斷；

測頻參數初始化和掃頻參數設置，測頻參數包括雙頻率跟蹤測頻流程中的相關測頻參數和單頻率跟蹤測頻流程中相關測頻參數，掃頻參數根據自動搜索的結果設置掃頻參數，自動搜索若搜到兩個諧振頻率，則設置雙頻率跟蹤流程的掃頻參數，自動搜索若搜到一個頻率，則設置單頻率跟蹤流程的掃頻參數；

雙頻率跟蹤的單次掃頻雙諧振頻率波形匹配過程，先對低頻掃頻范圍做全頻段波形匹配，根據低頻頻率的諧振頻率匹配結果，再進行相應第一方案、第二方案的選擇；

單頻率跟蹤的單次掃頻在當前頻率、前向頻率和后向頻率三個頻率對應的頻率范圍內掃頻，因此分析三個頻段的測頻情況；系統認為當前頻率為當前研磨過程測到的真實頻率，必須保證測到符合條件的當前頻率的情況下才進行前向頻率段和后向頻率段的波形匹配，否則直接結束本次測頻；

兩個功能之間的切換功能，單次掃頻測頻數據處理完成后，將其通過晶片區分算法，若系統當前為單頻率跟蹤測頻流程則獲取當前頻率、前向頻率和后向頻率對應測到晶片數，若系統當前為雙頻率跟蹤測頻流程，則獲取低頻頻率和高頻頻率對應測到的晶片數；據測到的晶片數頻率切換判斷。