專利名稱：一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子材料領(lǐng)域的恒溫晶振，具體涉及一種恒溫晶振內(nèi)部溫度提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
高穩(wěn)定度晶振是計(jì)量的基礎(chǔ)，利用恒溫槽將晶體的溫度保持在一定的溫度范圍內(nèi)做成的晶振就是恒溫晶振，高穩(wěn)定度的恒溫晶振是目前廣泛使用的產(chǎn)品中用得比較多的，特別是穩(wěn)定度為10E-9\10E-10這個(gè)量級(jí)的晶振，基本都是恒溫晶振。為了提高恒溫晶振的頻率穩(wěn)定度，在恒溫晶振設(shè)計(jì)尤其是恒溫晶振的熱槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，準(zhǔn)確了解恒溫晶振內(nèi)部各關(guān)鍵點(diǎn)的確切溫度，是業(yè)界一直努力的一個(gè)方向。我國(guó)在恒溫晶振的設(shè)計(jì)理論方面走了幾十年的歷史，有很大進(jìn)步，但設(shè)計(jì)高穩(wěn)定度的晶振一直依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)、研究國(guó)外的樣品、理論計(jì)算和個(gè)人感覺等因素，對(duì)恒溫槽內(nèi)的恒溫情況沒有做實(shí)際的測(cè)試，導(dǎo)致了設(shè)計(jì)成本增加、周期長(zhǎng)、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)際測(cè)量恒溫晶振內(nèi)部幾個(gè)關(guān)鍵位置的實(shí)際溫度的方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，包括以下步驟:
51.在恒溫晶振內(nèi)部選定探測(cè)點(diǎn)，將溫度探測(cè)線一端的電極粘接在探測(cè)點(diǎn)上，溫度探測(cè)線的另一端通過(guò)數(shù)據(jù)采集器連接至計(jì)算機(jī)上，并按照探測(cè)線的序號(hào)記錄各探測(cè)點(diǎn)的名稱及位置；
52.將恒溫晶振安裝在測(cè)試夾具上，并接上數(shù)字電流表和頻率計(jì)數(shù)器后，將其放入恒溫箱內(nèi)；
53.設(shè)置恒溫箱的測(cè)試溫度范圍及測(cè)試溫度點(diǎn)，在此溫度范圍內(nèi)對(duì)恒溫晶振各探測(cè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行采集，錄入計(jì)算機(jī)，同時(shí)記錄恒溫晶振在每個(gè)測(cè)試溫度點(diǎn)相應(yīng)的輸出頻率以及電流值。其中，所述步驟SI中，在恒溫晶振的上蓋上開孔，測(cè)試恒溫晶振內(nèi)部探測(cè)點(diǎn)的溫度探測(cè)線從該孔中穿過(guò)并做密封處理，其一端的電極粘接在恒溫晶振內(nèi)部的探測(cè)點(diǎn)上。其中，所述步驟SI中，恒溫晶振內(nèi)部選定的探測(cè)點(diǎn)包括晶體諧振器位置、功率管位置、熱敏電阻位置、變?nèi)荻O管位置及振蕩電感位置，并且每個(gè)位置選2至3個(gè)點(diǎn)。其中，所述步驟SI中，恒溫晶振內(nèi)部選定的探測(cè)點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)孔的大小和溫度探測(cè)線的線徑確定。其中，所述步驟S2中，設(shè)置恒溫箱的初始溫度為25°C，恒溫晶振在此條件下加電工作I小時(shí)后再開始測(cè)試。其中，所述步驟S3中，設(shè)置恒溫箱的測(cè)試溫度范圍為-40°c至85V，從_40°C開始測(cè)試，設(shè)定恒溫箱的溫變速率。其中，所述步驟S3中，在恒溫箱的溫度首次降為-40°c時(shí)保持30分鐘才做測(cè)試。其中，所述步驟S3中，測(cè)試溫度點(diǎn)依次為-4o°c、-3o°c、-2o°c、-1(rc、(rc、i(rc、20°C、30°C、40°C、50°C、60°C、70°C、80°C和85°C ;利用計(jì)算機(jī)記錄恒溫晶振在各測(cè)試溫度點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)，將恒溫晶振在_40°C保持30分鐘，在其它13個(gè)溫度點(diǎn)各保持15分鐘。其中，所述步驟S3中，連續(xù)在兩個(gè)_40°C至85°C測(cè)試循環(huán)內(nèi)對(duì)恒溫晶振進(jìn)行測(cè)試，并且重復(fù)測(cè)試時(shí)可以改變恒溫箱的溫變速率。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明基于電極探測(cè)采樣法，將溫度探測(cè)電極用高溫膠粘合在恒溫晶振內(nèi)部，在恒溫晶振內(nèi)部形成多個(gè)探測(cè)點(diǎn)，通過(guò)溫度數(shù)據(jù)采集卡讀取各個(gè)探測(cè)點(diǎn)的溫度，并根據(jù)需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，確定最佳的晶體諧振器位置、功率管位置、熱敏電阻位置、變?nèi)荻O管位置、振蕩電感位置，這樣得到一個(gè)最優(yōu)的恒溫槽結(jié)構(gòu)，使得晶體諧振器的周圍環(huán)境溫度變化量最小，恒溫晶振的溫度穩(wěn)定性最好；還可以根據(jù)測(cè)試到的數(shù)據(jù)，增加加溫度補(bǔ)償器件，使恒溫晶振的溫度穩(wěn)定度更好。通過(guò)上述過(guò)程指導(dǎo)恒溫晶振恒溫槽的設(shè)計(jì)工作。本發(fā)明為高穩(wěn)定度恒溫晶振的設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)，使恒溫晶振的設(shè)計(jì)者可以節(jié)省大量的時(shí)間，極大縮短恒溫晶振的設(shè)計(jì)周期，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。并且具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、精度好、判定準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)，尤其適用于設(shè)計(jì)穩(wěn)定度較高指標(biāo)的恒溫晶振。


圖1是本發(fā)明的測(cè)試方法示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。材料準(zhǔn)備:
Cl)實(shí)驗(yàn)用恒溫晶振，上蓋帶孔；
(2)恒溫晶振測(cè)試夾具，測(cè)試時(shí)恒溫晶振加電測(cè)試；
(3)數(shù)字頻率計(jì)數(shù)和數(shù)字電流表；
(4)溫度探測(cè)線15根，每根長(zhǎng)2到3米，線長(zhǎng)以合適為宜，對(duì)每根線進(jìn)行編號(hào)，在線兩頭做好標(biāo)記；
(5)數(shù)據(jù)采集板兩塊(型號(hào):Agilent34901A或其他)，溫度數(shù)據(jù)采集器一臺(tái)(型號(hào):Agilent34970A)；
(6)恒溫箱一臺(tái)，溫變速率可控；
(7)計(jì)算機(jī)以及相應(yīng)軟件；
(8)電源及其他連接線。本發(fā)明的具體實(shí)施步驟包括:
S1.在恒溫晶振內(nèi)部選定溫度探測(cè)點(diǎn):恒溫晶振的上蓋開孔；在恒溫晶振內(nèi)部選定包括晶體諧振器位置、功率管位置、熱敏電阻位置、變?nèi)荻O管位置及振蕩電感位置5個(gè)位置，每個(gè)位置選2至3個(gè)點(diǎn)，探測(cè)點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)孔的大小和溫度探測(cè)線的線徑確定。因?yàn)榫€(探測(cè)點(diǎn))太多會(huì)對(duì)恒溫晶振內(nèi)部的溫度場(chǎng)產(chǎn)生影響，線(探測(cè)點(diǎn))太少恒溫晶振的內(nèi)部熱量可能從上蓋孔往外散發(fā)，都會(huì)影響測(cè)試效果；打開恒溫晶振上蓋，將溫度探測(cè)線穿過(guò)恒溫晶振上蓋上的孔，用高溫膠將溫度探測(cè)線的電極粘接在選定的探測(cè)點(diǎn)上，粘接好后，按照線的序號(hào)登記探測(cè)點(diǎn)位置，蓋上恒溫晶振上蓋，盡量做好密封處理。所有溫度探測(cè)線的另外一端均連接到一塊數(shù)據(jù)采集卡上，并對(duì)其序號(hào)進(jìn)行登記，記錄探測(cè)點(diǎn)位置和名稱，將兩塊數(shù)據(jù)采集卡插入數(shù)據(jù)采集器上，開啟數(shù)據(jù)采集器，確認(rèn)每個(gè)數(shù)據(jù)讀取的正確性；將數(shù)據(jù)采集器連接到計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)讀取各個(gè)數(shù)據(jù)探測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)。S2.將恒溫晶振安裝在測(cè)試夾具上，并接上數(shù)字電流表和頻率計(jì)數(shù)器后，將其放入恒溫箱內(nèi)；并將這些設(shè)備都連接到計(jì)算機(jī)上，見圖1所示的測(cè)試方法示意圖。開啟恒溫箱、測(cè)試夾具、數(shù)字頻率計(jì)、數(shù)字電流表、溫度數(shù)據(jù)采集器以及計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件。設(shè)置恒溫箱的初始溫度為25°c，恒溫晶振在此條件下加電工作I小時(shí)后再開始測(cè)試。S3.設(shè)置恒溫箱的測(cè)試溫度范圍為-40 V至85 °C，測(cè)試溫度點(diǎn)依次為-4(rc、-3(rc、-2(rc、-1(rc、(rc、i(rc、2(rc、3(rc、4(rc、5(rc、6(rc、7(rc、8(rc和 85°c ；從-40°C開始測(cè)試，設(shè)定恒溫箱的溫變速率為1°C /min，在恒溫箱的溫度首次降為_40°C時(shí)保持30分鐘才做測(cè)試；利用計(jì)算機(jī)采集并記錄恒溫晶振在各測(cè)試溫度點(diǎn)的溫度、輸出頻率以及電流值時(shí)，將恒溫晶振在_40°C保持30分鐘，在其它13個(gè)溫度點(diǎn)各保持15分鐘。為保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，連續(xù)在兩個(gè)_40°C至85°C測(cè)試循環(huán)內(nèi)對(duì)恒溫晶振進(jìn)行測(cè)試，并且重復(fù)測(cè)試時(shí)可以改變恒溫箱的溫變速率，例如設(shè)定為3°C /min，重復(fù)上述測(cè)試過(guò)程，同樣用計(jì)算機(jī)記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。S4.根據(jù)需要對(duì)計(jì)算機(jī)記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理分析，如繪出時(shí)間曲線，得出恒溫晶振內(nèi)部最佳的晶體諧振器位置、功率管位置、熱敏電阻位置、變?nèi)荻O管位置、振蕩電感位置，得到一個(gè)最佳的恒溫槽結(jié)構(gòu)，使得恒溫晶振的穩(wěn)定度達(dá)到最佳。
權(quán)利要求
1.一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟:恒溫晶振內(nèi)部選定探測(cè)點(diǎn)，將溫度探測(cè)線一端的電極粘接在探測(cè)點(diǎn)上，溫度探測(cè)線的另一端通過(guò)數(shù)據(jù)采集器連接至計(jì)算機(jī)上，并按照探測(cè)線的序號(hào)記錄各探測(cè)點(diǎn)的名稱及位置；恒溫晶振安裝在測(cè)試夾具上，并接上數(shù)字電流表和頻率計(jì)數(shù)器后，將其放入恒溫箱內(nèi)；置恒溫箱的測(cè)試溫度范圍及測(cè)試溫度點(diǎn)，在此溫度范圍內(nèi)對(duì)恒溫晶振各探測(cè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行采集，錄入計(jì)算機(jī)，同時(shí)記錄恒溫晶振在每個(gè)測(cè)試溫度點(diǎn)相應(yīng)的輸出頻率以及電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，其特征在于:所述步驟SI中，在恒溫晶振的上蓋上開孔，測(cè)試恒溫晶振內(nèi)部探測(cè)點(diǎn)的溫度探測(cè)線從該孔中穿過(guò)并做密封處理，其一端的電極粘接在恒溫晶振內(nèi)部的探測(cè)點(diǎn)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，其特征在于:所述步驟SI中，恒溫晶振內(nèi)部選定的探測(cè)點(diǎn)包括晶體諧振器位置、功率管位置、熱敏電阻位置、變?nèi)荻O管位置及振蕩電感位置，并且每個(gè)位置選2至3個(gè)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，其特征在于:所述步驟SI中，恒溫晶振內(nèi)部選定的探測(cè)點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)孔的大小和溫度探測(cè)線的線徑確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，其特征在于:所述步驟S2中，設(shè)置恒溫箱的初始溫度為25°C，恒溫晶振在此條件下加電工作I小時(shí)后再開始測(cè)試。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，其特征在于:所述步驟S3中，設(shè)置恒溫箱的測(cè)試溫度范圍為_40°C至85V，從_40°C開始測(cè)試，設(shè)定恒溫箱的溫變速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，其特征在于:所述步驟S3中，在恒溫箱的溫度首次降為_40°C時(shí)保持30分鐘才做測(cè)試。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，其特征在于:所述步驟 S3 中，測(cè)試溫度點(diǎn)依次為-40 O、-30 O、-20 O、-10 O、O O、10 O、20 V、30 O、40 V、50 O、60°C、70°C、8(rC和85°C ;利用計(jì)算機(jī)記錄恒溫晶振在各測(cè)試溫度點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)，將恒溫晶振在_40°C保持30分鐘，在其它13個(gè)溫度點(diǎn)各保持15分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，其特征在于:所述步驟S3中，連續(xù)在兩個(gè)_40°C至85°C測(cè)試循環(huán)內(nèi)對(duì)恒溫晶振進(jìn)行測(cè)試，并且重復(fù)測(cè)試時(shí)可以改變恒溫箱的溫變速率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高恒溫晶振頻率穩(wěn)定度的方法，包括步驟S1.在恒溫晶振內(nèi)部選定關(guān)鍵器件位置和探測(cè)點(diǎn)，將溫度探測(cè)線電極粘接在探測(cè)點(diǎn)上，其另一端通過(guò)數(shù)據(jù)采集器連接至計(jì)算機(jī)；S2.將恒溫晶振安裝好放入恒溫箱內(nèi)；S3.設(shè)置恒溫箱的溫度范圍和溫變斜率，在連續(xù)兩個(gè)循環(huán)內(nèi)，利用計(jì)算機(jī)記錄各探測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)輸出頻率和電流值。本發(fā)明為高穩(wěn)定度恒溫晶振的設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)，使得恒溫晶振的設(shè)計(jì)者減少對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴并使得恒溫晶振的設(shè)計(jì)周期大大縮短，提高恒溫晶振的穩(wěn)定度指標(biāo)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。該方法具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、精度好、判定準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)，為設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)高穩(wěn)定度的恒溫晶振提供可靠的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H03B5/04GK103107774SQ20131000404
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者儲(chǔ)文淼, 張振友, 閻玉英, 薛麗莉, 張建偉 申請(qǐng)人:河北遠(yuǎn)東通信系統(tǒng)工程有限公司