基于LabVIEW的晶体振荡器测试系统

可，极大地简化了开发的过程，其他设备的编程也类似。

2.2.3 示波器控制模块

示波器控制部分的程序如图6所示。这里调用的模块主要有：“ag6000a Initialize.vi”，用于初始化设备的各种参数;“ag6000a Autosetup.vi”，用于将示波器设置为自动读取模式;“ag6000a Read Single Waveform.vi”，用于读取示波器采集到的波形;“ag6000a Read Waveform Measurement.vi”，用于读取波形中所包含的数据。该部分主要功能是控制示波器输出“最高电平”、“最低电平”、“上升时间”和“下降时间”4种参数并读取示波器的波形。在这里也设置了超时参数，如果5秒内没有控制信号传输进来，程序将由于超时自动终止。

2.2.4 频率计控制模块

频率计控制部分的程序设置如图7所示。图中用到的模块的功能与上一部分类似，其中“pecnt90 Configure Measurement.vi”，模块可以设置仪器测量时的各种参数，在测试类型一项应该选择“频率(Frequency)”，该模块也可修改采样时间等参数。该部分的主要功能是控制频率计采集晶体振荡器的频率并将其输出。同样地，这里也设置了5秒超时功能。

由于系统在为晶体振荡器加电时，电压瞬间达到设定值，为了避免瞬间电压不稳定对测试结果造成影响，特别在这里添加了延时1秒读数的设计，使系统在晶体振荡器稳定工作后，才开始读数。延时部分程序如图8所示。

3 实际测试与数据分析

为了验证系统测试的可靠性，进行了大量的实际测试。通过实际测试，对系统做出了诸多改进。该系统具有如下优点：

1)速度快

在实际测试中，我们对比了手动测试和系统自动测试所花费的时间。正常情况下，手动测试1个晶体振荡器平均需要1分钟，在进行批量测试时，必然会耗费大量时间和精力。而使用该系统进行测试，平均测试一个晶体振荡器的时间为5秒，节省了90%的时间，这是因为自动测试节省了人工观察、记录示波器数据和等待频率计读数稳定的时间，也节省了计算数据的时间。

2)精度高

人工测试时，由于测试频率一直在细微地变化，导致测试人员在记录数据时晶体振荡器的各项数据已经发生变化，这就使得各项测试结果不匹配，导致计算时产生误差。而该系统由于使用计算机控制，各个设备协调工作，处理速度非常快，读数准确，不会出现上述情况，这就大大提升了测试的精度。此外该系统计算的数据精确度非常高，读数精确到小数点后六位，实际测试中，例如计算频率精度，计算公式为：

计算结果的单位为ppm，由公式可知：该计算结果精确到百万分之一。在手工测试的条件下，例如一种精度要求在1 ppm以内的晶体振荡器，通常计算结果为20 ppm以上，计算准确性非常低，而该系统计算结果全部在要求范围内。测试结果如表1所示。

3)可靠性强

为了检验可靠性，我们特别对同一批晶体振荡器进行了10次测试，每次测试间隔10分钟以上，实验结果表明，每次试验结果的偏差都不超过0.00001%。此外，使用该系统连续测试200个已检验合格的晶体振荡器，并保持系统持续工作5小时，没有发现任何异常，可见该系统的可靠性非常强。

4 结束语

晶体振荡器的测试技术在电子工业领域是非常实用的。传统的手工测试、人工记录已经满足不了更高的生产效率。该系统可以很好地解决这一问题，并具备高精度、高速度等特点，可以满足正常的测量需求，达到了自动化测试的目的。该系统也具备一定的扩展性，例如可以连接多个测试通道，让系统自动切换通道进行测试等。本文对其他自动化测试系统的开发也具有一定参考价值。