CN117375574B - 频率补偿标准源及频率元器件测试*** - Google Patents
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Abstract
本发明适用于频率元器件测试技术领域，提供了一种频率补偿标准源及频率元器件测试***，其中频率补偿标准源包括：依次连接的过滤调压模块、晶振模块和功分器；过滤调压模块用于对外部输入的电源信号进行滤波和调压，并发送给晶振模块；晶振模块用于根据滤波和调压后的电源信号，生成频率信号；功分器用于将频率信号分为多路后输出。本发明能够提高频率补偿标准源的精度，并降低频率补偿标准源的使用成本。
Description
技术领域
本发明属于频率元器件测试技术领域，尤其涉及一种频率补偿标准源及频率元器件测试***。
背景技术
频率补偿标准源用来补偿频率元器件的测试设备或仪器的信号频率，它的好坏直接影响着测试设备或仪器的性能。
现有晶体行业生产用的频率补偿标准源为测试设备自带的一颗一对一压控温补振荡器单体，精度在±0.5ppm。针对高精度的有源晶体使用需求，目前精度显得不足，再加上老化后频差过大，无法满足高端应用参数需求。另外，频率补偿标准源单价非常高，如果无法一对多使用，则成本过高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种频率补偿标准源，以解决现有技术中频率补偿标准源的使用成本高的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种频率补偿标准源，包括：依次连接的过滤调压模块、晶振模块和功分器；
过滤调压模块用于对外部输入的电源信号进行滤波和调压，并发送给晶振模块；
晶振模块用于根据滤波和调压后的电源信号，生成频率信号；
功分器用于将频率信号分为多路后输出。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，过滤调压模块包括：第一电容、第二电容、第三电容和可调电阻；
外部电源分别连接第一电容的第一端、第二电容的第一端、可调电阻的第一固定连接端和晶振模块的电源输入引脚；
可调电阻的滑动连接端分别连接第三电容的第一端和晶振模块的控制电压输入引脚；
第一电容的第二端、第二电容的第二端、第三电容的第二端和可调电阻的第二固定连接端均接地。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，晶振模块通过第一阻抗匹配过滤网络与功分器连接。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，第一阻抗匹配过滤网络包括：第四电容、第一电感和第五电容；
晶振模块的信号输出引脚分别连接第四电容的第一端、第一电感的第一端；
第一电感的第二端分别连接第五电容的第一端和功分器的信号输入端；
第四电容的第二端和第五电容的第二端均接地。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，功分器的每个信号输出端均通过第二阻抗匹配过滤网络连接到频率信号输出接口。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，第二阻抗匹配过滤网络包括：第六电容、第二电感和第七电容；
功分器的每个信号输出端分别连接第六电容的第一端、第二电感的第一端；
第一电感的第二端分别连接第七电容的第一端和频率信号输出接口；
第六电容的第二端和第七电容的第二端均接地。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，晶振模块为采用SC切割石英晶体的恒温晶体振荡器。
本发明实施例的第二方面提供了一种频率元器件测试***，包括至少一个频率元器件测试设备，以及如上述第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的频率补偿标准源；频率补偿标准源用于为各个频率元器件测试设备提供频率信号。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明实施例中，过滤调压模块可以对电源信号进行滤波，使电源信号更干净，并且可以对电源电压进行精确调整以达到补偿频率的效果；然后，电源信号经过晶振模块产生高精度高功率的频率信号；最后，使用功分器将频率信号分为多路后输出，从而可以同时为多个测试设备提供频率信号，满足一对多的使用需求，降低成本，且频率信号的精度不受影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的频率补偿标准源的模块结构示意图一；
图2是本发明实施例提供的频率补偿标准源的模块结构示意图二；
图3是本发明实施例提供的频率补偿标准源的电路结构示意图；
图4是本发明实施例提供的频率补偿标准源的整体结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
高频产品元器件的测试需要使用复杂的测试设备或仪器，例如矢量网络分析仪（VNA）、晶片探测***、高频探针、半刚性或柔性同轴射频线缆以及校准基板等。常规技术中，频率补偿标准源为测试设备自带的压控温补振荡器单体，例如恒温晶体振荡器（OvenControlled Crystal Oscillator，OCXO），它是装在“恒温箱”的石英晶体振荡器，利用恒温槽使石英晶体谐振器的温度保持恒定，将周围温度变化对振荡器输出频率的影响降低到最小。
恒温晶振的组成部件包括反向放大器、变容二极管、温度补偿芯片、晶片、屏蔽外壳、插针基座、电路板、连接线等。工作原理是通过反向放大器所组成的反馈震荡网络产生信号，这个信号通过晶片选频，然后再经过温度补偿芯片和压控对频率信号进行频率精度补偿，最终得到测试设备所需要的信号。
由于恒温晶振价格昂贵且一对一使用，因此使用成本较高。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种频率补偿标准源，实现恒温晶振的一对多使用，达到降低成本的目的。
参见图1所示，本发明实施例的频率补偿标准源包括：依次连接的过滤调压模块11、晶振模块12和功分器13。
过滤调压模块11连接外部电源，其能够将外部输入的电源信号进行滤波和调压，然后将电源信号将发送给晶振模块12。其中，对电源信号进行滤波，能够使电源信号更干净，而进行调压是为了实现补偿频率的目的。
晶振模块12主要是根据电源信号，产生高精度高功率的频率信号并输出。示例性的，晶振模块12可以采用SC切割石英晶体的恒温控制晶体振荡器。该恒温控制晶体振荡器能够精确控制温度，使标准频率和老化频差均达到了一个较高的水准，并使用低噪声放大器将频率拉到一个高功率的输出状态。
最后，增加功分器13，对频率信号进行分路但频率精度不受影响，从而频率补偿标准源可以输出高精度的频率信号供给多个测试设备。
可见，本实施例中，过滤调压模块可以对电源信号进行滤波，使电源信号更干净，并且可以对电源电压进行精确调整以达到补偿频率的效果；然后，电源信号经过晶振模块产生高精度高功率的频率信号；最后，使用功分器将频率信号分为多路后输出，从而可以同时为多个测试设备提供频率信号，满足一对多的使用需求，降低成本，且频率信号的精度不受影响。
图2和图3是本发明一实施例提供的频率补偿标准源的电路结构图。请一并参见图2和图3所示，对该实施例的频率补偿标准源进行介绍。
作为一种可能的实现方式，在该实施例中，过滤调压模块11包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和可调电阻R1。
外部电源VCC通过电源线16连接第一电容C1的第一端、第二电容C2的第一端、可调电阻R1的第一固定连接端和晶振模块OXCO的电源输入引脚VCC。可调电阻R1的滑动连接端连接第三电容C3的第一端和晶振模块OXCO的控制电压输入引脚VCON。第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端和可调电阻R1的第二固定连接端均接地。
在本实施例中，OCXO本质上是一个小型电子***，涉及晶体振荡电路、电源电路、热流设计等复杂的***技术。控制电压输入引脚VCON外接压控电压，通过可调电阻R1调节此电压值，可以改变输出频率。此电压必须是低噪声的，否则可能会影响相位噪声性能，因此通过多个电容C1、C2、C3构建电源过滤网络对电源信号进行滤波，使电源信号更干净。
作为一种可能的实现方式，在该实施例中，晶振模块12通过第一阻抗匹配过滤网络14与功分器13连接。
高功率高精度的频率信号经过第一阻抗匹配过滤网络14，进行滤波匹配，使频率信号更稳定更干净。
进一步的，第一阻抗匹配过滤网络14包括：第四电容C4、第一电感L1和第五电容C5。
晶振模块12的信号输出引脚RF连接第四电容C4的第一端、第一电感L1的第一端。第一电感L1的第二端连接第五电容C5的第一端和功分器13的信号输入端。第四电容C4的第二端和第五电容C5的第二端均接地。
作为一种可能的实现方式，在该实施例中，功分器13的每个信号输出端均通过第二阻抗匹配过滤网络15连接到频率信号输出接口17。
第二阻抗匹配过滤网络15能够对每个分路的频率信号进行滤波，保证各个分路的频率信号足够稳定和干净。然后，可以通过频率信号输出接口17（4 SMA接头）输出稳定干净的参考频率信号供给测试设备或仪器使用。
进一步的，第二阻抗匹配过滤网络15包括：第六电容C6、第二电感L2和第七电容C7。
功分器13的每个信号输出端分别连接第六电容C6的第一端、第二电感L2的第一端。第二电感L2的第二端分别连接第七电容C7的第一端和频率信号输出接口17；第六电容C6的第二端和第七电容C7的第二端均接地。
在一个实施例中，本发明还提供了频率补偿标准源的整体结构示意图，如图4所示。
在该实施例中，上述实施例的电路和模块均集成在壳体21内部，通过电源线16连接12V 5A的直流电源。壳体21上设置电源指示灯22和控制开关23。通过按下控制开关23通电，通电后电源指示灯22亮起。通过4个频率信号输出接口17输出4路频率信号给各个测试设备或仪器。需要指出的是，本实施例的4路输出仅仅是示例，具体设置几路输出可以根据实际需求调整。
本申请的频率补偿标准源的发明点如下：
（1）使用高端的恒温晶体加控制PCBA作为频率参考主体，添加多处阻抗匹配滤波网络使频率信号更稳定和干净，解决了现有频率元器件的测试设备的补偿标准源频率精度不足和老化频差过大的问题。
经过测试：
频率精度由±0.5ppm降低至±0.01ppm。
年老化精度由±1ppm降低至±0.05ppm。
（2）使用功分器将单路信号变为多路信号，使其可以同时服务多个测试设备或仪器但互不干扰，此方式无须昂贵的设计费用，但能降低OCXO的使用成本，并能保证各路信号均稳定及精准，这是常规技术所不能实现的。
基于上述的频率补偿标准源，本实施例还提供了一种频率元器件测试***，包括至少一个频率元器件测试设备，以及如上述的频率补偿标准源。该频率元器件测试***采用一个频率补偿标准源为多个不同的频率元器件测试设备提供频率信号，大幅降低了频率补偿标准源的使用成本。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种频率补偿标准源，其特征在于，包括：依次连接的过滤调压模块、晶振模块和功分器；
所述过滤调压模块包括第一电容、第二电容、第三电容和可调电阻；外部电源分别连接所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端、所述可调电阻的第一固定连接端和所述晶振模块的电源输入引脚；所述可调电阻的滑动连接端分别连接所述第三电容的第一端和所述晶振模块的控制电压输入引脚；所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端和所述可调电阻的第二固定连接端均接地；所述过滤调压模块用于对外部输入的电源信号进行滤波和调压，并发送给所述晶振模块；
所述晶振模块用于根据滤波和调压后的电源信号，生成频率信号；
所述功分器用于将所述频率信号分为多路后输出；
所述晶振模块通过第一阻抗匹配过滤网络与所述功分器连接；
所述第一阻抗匹配过滤网络包括：第四电容、第一电感和第五电容；
所述晶振模块的信号输出引脚分别连接所述第四电容的第一端、所述第一电感的第一端；
所述第一电感的第二端分别连接所述第五电容的第一端和所述功分器的信号输入端；
所述第四电容的第二端和所述第五电容的第二端均接地。
2.如权利要求1所述的频率补偿标准源，其特征在于，所述功分器的每个信号输出端均通过第二阻抗匹配过滤网络连接到频率信号输出接口。
3.如权利要求2所述的频率补偿标准源，其特征在于，所述第二阻抗匹配过滤网络包括：第六电容、第二电感和第七电容；
所述功分器的每个信号输出端分别连接所述第六电容的第一端、所述第二电感的第一端；
所述第二电感的第二端分别连接所述第七电容的第一端和所述频率信号输出接口；
所述第六电容的第二端和所述第七电容的第二端均接地。
4.如权利要求1-3任一项所述的频率补偿标准源，其特征在于，所述晶振模块为采用SC切割石英晶体的恒温晶体振荡器。
5.一种频率元器件测试***，其特征在于，包括至少一个频率元器件测试设备，以及如权利要求1-4任一项所述的频率补偿标准源；所述频率补偿标准源用于为各个频率元器件测试设备提供频率信号。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104467835A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-03-25 | 东南大学 | 一种具有捷变频和低相噪的频率源 |
| CN107248845A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-10-13 | 电子科技大学 | 一种基于数字电路的温度补偿晶体振荡器 |
| CN107257239A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-10-17 | 电子科技大学 | 一种基于模拟补偿的温度补偿高频晶体振荡器 |
| CN110798148A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-14 | 电子科技大学 | 一种模拟式抗振晶体振荡器补偿装置及方法 |
| CN115912034A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-04-04 | 扬州海科电子科技有限公司 | 一种幅度相位可调的高精度射频激励源 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11711087B2 (en) * | 2021-07-05 | 2023-07-25 | Shaoxing Yuanfang Semiconductor Co., Ltd. | Reducing noise contribution in compensating for unequal successive time periods of a reference clock in a fractional-N phase locked loop |
-
2023
- 2023-12-08 CN CN202311675087.8A patent/CN117375574B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104467835A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-03-25 | 东南大学 | 一种具有捷变频和低相噪的频率源 |
| CN107248845A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-10-13 | 电子科技大学 | 一种基于数字电路的温度补偿晶体振荡器 |
| CN107257239A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-10-17 | 电子科技大学 | 一种基于模拟补偿的温度补偿高频晶体振荡器 |
| CN110798148A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-14 | 电子科技大学 | 一种模拟式抗振晶体振荡器补偿装置及方法 |
| CN115912034A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-04-04 | 扬州海科电子科技有限公司 | 一种幅度相位可调的高精度射频激励源 |
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