基于PO7D的晶振频率自动测量系统

　　自动测量系统通常把在最少人工参与下能自动进行测量、数据处理并以适当方式显示或者输出测量结果的系统称为自动测量系统。采用人工测量不仅费时、费事，而且往往达不到测量要求。此外，某些特殊测量，例如要求测量速度极快，人工测量不可能达到；严格要求准确可靠，测量人员的偶然疏忽都可能造成严重后果；因此发展自动测量势在必行。晶振是利用石英晶体的压电效应制成，晶振广泛用于电子测量仪器（如频率合成器、电子计数器、时间间隔测量仪等）中作为内部的时间频率标准，内部晶振的技术指标（稳定度、准确度、老化率、开机特性、复现性、日波动），特别是频率准确度将直接影响电子测量仪器的计量性能。PO7D型频标比对器为目前通用的高精度时域参数测量仪器，该仪器主要测量被检晶振信号与参考信号的频率差值，并产生相应的频率技术指标数据，通过2+34 接口与计算机实现程控。但该设备在测量过程中不能随意中断、为实现某一指标的测量往往需要很长的时间，如老化率需要7天时间，而期间PO7D的有效利用时间却很短，由此造成设备的利用率下降，不能实现对被检晶振的灵活控制。

　　2PO7D频标比对器的频率输出特点

　　3自动测量系统的总体方案

　　为解决PO7D频标比对器的独占性，实现灵活的自动测量控制，需改变频率技术指标的测量方法，脱离原有的直接由PO7D产生各项频率技术指标的思路。根据PO7D的基本测量功能，其测量参数主要为被检晶振信号与参考信号的频率差值，而该项参数的测量时间相对较短且控制灵活。通过改变PO7D的闸门时间和测量组数，可以获取不同闸门时间下的任意多个频率差值数据，再根据晶振检测规范，可计算出稳定度、准确度、老化率、开机特性、复现性、日波动6项频率技术指标参数。相应的程序设计模块如图1所示。

　　3.1初始化模块

　　初始化模块主要完成整个系统的初始化设置，包括被检晶振的基本信息，如标称频率、倍增系数和通信地址、通道号等。

　　3.2功能控制模块

　　功能控制模块主要根据6项技术指标的测量方法控制PO7D发送相关测量命令，并控制数据读取模块的调度；测稳定度时需根据闸门时间和测量组数选择相应的命令类型，如W33G，表示闸门时间为10s，测量个数为100组；而测老化率指标等时，闸门时间和测量组数选择均固定，其命令类型为“S3G”。具体流程控制如图2所示，其中稳定度测量速度较快，可以通过发送一次命令完成，其它指标的测量命令可根据所需测量组数的要求发送相应次相同测量命令，每次命令后，即可在当次数据产生后结束当前命令，使PO7D处于空闲态，等待规定时间后再下发下一次命令，直到获取所有数据。对许多指标每两次测量的需等待的时间间隔为1小时，此时让PO7D空闲出来，大大增加了其利用率。

　　3.3数据读取模块

　　数据读取模块则需根据PO7D自身数据模块格式提取有效的差频数据，稳定度数据包格式如图3所示，该格式对应所有组数和通道设置，即若只选择1个通道、30组测量数据，数据包仍按16个通道、100组时的打包格式进行传送，则需在系统接收端，有效提取对应数据。

　　4结束语