MCXO实时在线自动调试测量系统的设计与实现

龙源期刊网 MCXO实时在线自动调试测量系统的设计与实现

作者：陈小林欧峥伟钟亮王祝盈谢中

来源：《湖南大学学报·自然科学版》2014年第01期

摘要：设计了一套应用于微机补偿晶体振荡器（MCXO）的自动调试测量系统.该系统集成了S&A4220高低温控制箱、高分辨率频率计、PC计算机、以及基于C8051F061单片机的控制器，能够同时调试测量8台MCXO.PC机的控制软件由LabVIEW编程实现，可对MCXO主要技术指标进行自动测量.运用该系统开发的MCXO，在-40～+85 ℃的宽温度范围内，频率温度稳定度达到±7×10-8.

关键词：微机补偿晶体振荡器（MCXO）；自动测量；频率温度稳定度；LabVIEW

中图分类号：TP273 文献标识码：A

随着现代科技的发展，稳定的频率源是电子系统关键器件之一.而微机补偿晶体振荡器由于其高精度、功耗低、开机即可工作等特点，得到了研究者的高度关注[1].现在，国外高水平微机补偿晶体振荡器频率温度稳定度己能达到2×10-8（-40～85 ℃）[2].如此高精度MCXO开发，离不开全自动实时在线调试测量系统的实现.实时在线自动测量可以提高温度测量精度、温度点补偿密度以及补偿电压插值精度，最大限度地降低MCXO由于多种因素造成的系统误差[3]；同时更加适应MCXO规模化生产的要求.基于这样的背景，本文提出MCXO的实时在线自动调试测量系统的设计和实现，是有积极意义的.

1系统构建

系统主要包括以下几个部分：计算机，S&A4220高低温控制箱，HD2000多通道高分辨率频率计，主控板，被测晶振，系统控制软件.图1为系统框架结构图.测量系统分为3层，顶层为PC机，中间层为主控单片机，底层为基于C8051F061的被测MCXO，其中绿色框和蓝色框内的部件置于S&A4220高低温控制箱内.这样的三层结构能够减少数字信号以及环境因素对测量精度的影响，减少系统连线，也使得系统趋于模块化，提高软件运行效率及编程效率，提高其可重复性.测量系统用S&A4220高低温控制箱实现-40～85 ℃的环境温度，HD2000频率计测量输出频率.整个系统为闭环控制系统，输出频率与标称频率之间的差值作为反馈传送给主控单片机，由主控单片机将此反馈信息传送给指定MCXO，以改变被测晶振的压控值，使系统的输出频率达到期望的稳定范围[4].图2为系统处于测试状态的照片，右下是S&A4220高低温控制箱.