專利名稱：一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法
技術領域：
本發明涉及電子材料領域的恒溫晶振，具體涉及一種恒溫晶振內部溫度提高恒溫晶振頻率穩定度的測試方法。
背景技術：
高穩定度晶振是計量的基礎，利用恒溫槽將晶體的溫度保持在一定的溫度范圍內做成的晶振就是恒溫晶振，高穩定度的恒溫晶振是目前廣泛使用的產品中用得比較多的，特別是穩定度為10E-9\10E-10這個量級的晶振，基本都是恒溫晶振。為了提高恒溫晶振的頻率穩定度，在恒溫晶振設計尤其是恒溫晶振的熱槽結構設計時，準確了解恒溫晶振內部各關鍵點的確切溫度，是業界一直努力的一個方向。我國在恒溫晶振的設計理論方面走了幾十年的歷史，有很大進步，但設計高穩定度的晶振一直依靠設計者的經驗、研究國外的樣品、理論計算和個人感覺等因素，對恒溫槽內的恒溫情況沒有做實際的測試，導致了設計成本增加、周期長、技術經驗等不足。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種實際測量恒溫晶振內部幾個關鍵位置的實際溫度的方法。為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，包括以下步驟:
51.在恒溫晶振內部選定探測點，將溫度探測線一端的電極粘接在探測點上，溫度探測線的另一端通過數據采集器連接至計算機上，并按照探測線的序號記錄各探測點的名稱及位置；
52.將恒溫晶振安裝在測試夾具上，并接上數字電流表和頻率計數器后，將其放入恒溫箱內；
53.設置恒溫箱的測試溫度范圍及測試溫度點，在此溫度范圍內對恒溫晶振各探測點的溫度進行采集，錄入計算機，同時記錄恒溫晶振在每個測試溫度點相應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，測試恒溫晶振內部探測點的溫度探測線從該孔中穿過并做密封處理，其一端的電極粘接在恒溫晶振內部的探測點上。其中，所述步驟SI中，恒溫晶振內部選定的探測點包括晶體諧振器位置、功率管位置、熱敏電阻位置、變容二極管位置及振蕩電感位置，并且每個位置選2至3個點。其中，所述步驟SI中，恒溫晶振內部選定的探測點的數目根據孔的大小和溫度探測線的線徑確定。其中，所述步驟S2中，設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小時后再開始測試。其中，所述步驟S3中，設置恒溫箱的測試溫度范圍為-40°c至85V，從_40°C開始測試，設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時保持30分鐘才做測試。其中，所述步驟S3中，測試溫度點依次為-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 ;利用計算機記錄恒溫晶振在各測試溫度點的數據時，將恒溫晶振在_40°C保持30分鐘，在其它13個溫度點各保持15分鐘。其中，所述步驟S3中，連續在兩個_40°C至85°C測試循環內對恒溫晶振進行測試，并且重復測試時可以改變恒溫箱的溫變速率。采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本發明基于電極探測采樣法，將溫度探測電極用高溫膠粘合在恒溫晶振內部，在恒溫晶振內部形成多個探測點，通過溫度數據采集卡讀取各個探測點的溫度，并根據需要對這些數據進行分析、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、變容二極管位置、振蕩電感位置，這樣得到一個最優的恒溫槽結構，使得晶體諧振器的周圍環境溫度變化量最小，恒溫晶振的溫度穩定性最好；還可以根據測試到的數據，增加加溫度補償器件，使恒溫晶振的溫度穩定度更好。通過上述過程指導恒溫晶振恒溫槽的設計工作。本發明為高穩定度恒溫晶振的設計奠定了良好的基礎，使恒溫晶振的設計者可以節省大量的時間，極大縮短恒溫晶振的設計周期，保證設計質量。并且具有操作簡單、靈敏度高、精度好、判定準確可靠等特點，尤其適用于設計穩定度較高指標的恒溫晶振。
圖1是本發明的測試方法示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。材料準備:
Cl)實驗用恒溫晶振，上蓋帶孔；
(2)恒溫晶振測試夾具，測試時恒溫晶振加電測試；
(3)數字頻率計數和數字電流表；
(4)溫度探測線15根，每根長2到3米，線長以合適為宜，對每根線進行編號，在線兩頭做好標記；
(5)數據采集板兩塊(型號:Agilent34901A或其他)，溫度數據采集器一臺(型號:Agilent34970A)；
(6)恒溫箱一臺，溫變速率可控；
(7)計算機以及相應軟件；
(8)電源及其他連接線。本發明的具體實施步驟包括:
S1.在恒溫晶振內部選定溫度探測點:恒溫晶振的上蓋開孔；在恒溫晶振內部選定包括晶體諧振器位置、功率管位置、熱敏電阻位置、變容二極管位置及振蕩電感位置5個位置，每個位置選2至3個點，探測點的數目根據孔的大小和溫度探測線的線徑確定。因為線(探測點)太多會對恒溫晶振內部的溫度場產生影響，線(探測點)太少恒溫晶振的內部熱量可能從上蓋孔往外散發，都會影響測試效果；打開恒溫晶振上蓋，將溫度探測線穿過恒溫晶振上蓋上的孔，用高溫膠將溫度探測線的電極粘接在選定的探測點上，粘接好后，按照線的序號登記探測點位置，蓋上恒溫晶振上蓋，盡量做好密封處理。所有溫度探測線的另外一端均連接到一塊數據采集卡上，并對其序號進行登記，記錄探測點位置和名稱，將兩塊數據采集卡插入數據采集器上，開啟數據采集器，確認每個數據讀取的正確性；將數據采集器連接到計算機，通過計算機讀取各個數據探測點的溫度數據。S2.將恒溫晶振安裝在測試夾具上，并接上數字電流表和頻率計數器后，將其放入恒溫箱內；并將這些設備都連接到計算機上，見圖1所示的測試方法示意圖。開啟恒溫箱、測試夾具、數字頻率計、數字電流表、溫度數據采集器以及計算機和相關軟件。設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小時后再開始測試。S3.設置恒溫箱的測試溫度范圍為-40 V至85 °C，測試溫度點依次為-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開始測試，設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時保持30分鐘才做測試；利用計算機采集并記錄恒溫晶振在各測試溫度點的溫度、輸出頻率以及電流值時，將恒溫晶振在_40°C保持30分鐘，在其它13個溫度點各保持15分鐘。為保證測試數據的準確性，連續在兩個_40°C至85°C測試循環內對恒溫晶振進行測試，并且重復測試時可以改變恒溫箱的溫變速率，例如設定為3°C /min，重復上述測試過程，同樣用計算機記錄相應數據。S4.根據需要對計算機記錄的各項數據進行匯總處理分析，如繪出時間曲線，得出恒溫晶振內部最佳的晶體諧振器位置、功率管位置、熱敏電阻位置、變容二極管位置、振蕩電感位置，得到一個最佳的恒溫槽結構，使得恒溫晶振的穩定度達到最佳。
權利要求
1.一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟:恒溫晶振內部選定探測點，將溫度探測線一端的電極粘接在探測點上，溫度探測線的另一端通過數據采集器連接至計算機上，并按照探測線的序號記錄各探測點的名稱及位置；恒溫晶振安裝在測試夾具上，并接上數字電流表和頻率計數器后，將其放入恒溫箱內；置恒溫箱的測試溫度范圍及測試溫度點，在此溫度范圍內對恒溫晶振各探測點的溫度進行采集，錄入計算機，同時記錄恒溫晶振在每個測試溫度點相應的輸出頻率以及電流值。
2.根據權利要求1所述的一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，其特征在于:所述步驟SI中，在恒溫晶振的上蓋上開孔，測試恒溫晶振內部探測點的溫度探測線從該孔中穿過并做密封處理，其一端的電極粘接在恒溫晶振內部的探測點上。
3.根據權利要求1所述的一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，其特征在于:所述步驟SI中，恒溫晶振內部選定的探測點包括晶體諧振器位置、功率管位置、熱敏電阻位置、變容二極管位置及振蕩電感位置，并且每個位置選2至3個點。
4.根據權利要求3所述的一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，其特征在于:所述步驟SI中，恒溫晶振內部選定的探測點的數目根據孔的大小和溫度探測線的線徑確定。
5.根據權利要求1所述的一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，其特征在于:所述步驟S2中，設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小時后再開始測試。
6.根據權利要求1所述的一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，其特征在于:所述步驟S3中，設置恒溫箱的測試溫度范圍為_40°C至85V，從_40°C開始測試，設定恒溫箱的溫變速率。
7.根據權利要求6所述的一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，其特征在于:所述步驟S3中，在恒溫箱的溫度首次降為_40°C時保持30分鐘才做測試。
8.根據權利要求6所述的一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，其特征在于:所述步驟 S3 中，測試溫度點依次為-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 ;利用計算機記錄恒溫晶振在各測試溫度點的數據時，將恒溫晶振在_40°C保持30分鐘，在其它13個溫度點各保持15分鐘。
9.根據權利要求6所述的一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，其特征在于:所述步驟S3中，連續在兩個_40°C至85°C測試循環內對恒溫晶振進行測試，并且重復測試時可以改變恒溫箱的溫變速率。
全文摘要
本發明公開了一種提高恒溫晶振頻率穩定度的方法，包括步驟S1.在恒溫晶振內部選定關鍵器件位置和探測點，將溫度探測線電極粘接在探測點上，其另一端通過數據采集器連接至計算機；S2.將恒溫晶振安裝好放入恒溫箱內；S3.設置恒溫箱的溫度范圍和溫變斜率，在連續兩個循環內，利用計算機記錄各探測點的溫度數據、對應輸出頻率和電流值。本發明為高穩定度恒溫晶振的設計奠定了良好的基礎，使得恒溫晶振的設計者減少對經驗的依賴并使得恒溫晶振的設計周期大大縮短，提高恒溫晶振的穩定度指標，保證設計質量。該方法具有操作簡單、靈敏度高、精度好、判定準確可靠等特點，為設計者設計高穩定度的恒溫晶振提供可靠的數據。
文檔編號H03B5/04GK103107774SQ20131000404
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月7日 優先權日2013年1月7日
發明者儲文淼, 張振友, 閻玉英, 薛麗莉, 張建偉 申請人:河北遠東通信系統工程有限公司