石英晶体电参数测试系统技术方案

一种石英晶体电参数测试系统包括：计算机，发出控制信号；信号发生器，根据控制信号产生第一正弦信号至第四正弦信号；第一π网络，连接到第一石英晶体的两端并接收第一正弦信号；第二π网络，连接到第二石英晶体的两端并接收第二正弦信号；第一混频及幅值检测电路至第四混频及幅值检测电路，分别输出第一差频信号至第四差频信号；第一鉴相电路，输出第一差频信号与第三差频信号之间的第一相位差；第二鉴相电路，输出第二差频信号和第四差频信号之间的第二相位差；模拟数字转换器，接收第一相位差和第二相位差，将第一相位差和第二相位差转换为数字信号并将所述数字信号输入到计算机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石英晶体电参数测试技术，更具体地讲，涉及一种双通道石英晶体电参数测试系统。
技术介绍
石英晶体谐振器(以下简称石英晶体)是一种广泛应用于通信、计算机、电子仪表、家用电器等各个领域的元件。随着电子信息产业的飞速发展，尤其是数字电子技术的广泛应用，石英晶体的市场需求快速增长，石英晶体生产行业发展迅速，因此对石英晶体电参数的测试精度及效率均提出了更高的要求。
技术实现思路
为克服上述问题，提供一种石英晶体电参数测试系统，该系统可包括：计算机，发出控制信号；信号发生器，根据计算机发出的控制信号产生具有预定频率的第一正弦信号至第四正弦信号；第一π网络，连接到第一石英晶体的两端，并接收第一正弦信号；第二π网络，连接到第二石英晶体的两端，并接收第二正弦信号；第一混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第一π网络的输出信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第一π网络的输出信号的幅值成比例的第一直流信号，其第二输出端输出第一π网络的输出信号与第四正弦信号之间的第一差频信号；第二混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第二π网络的输出信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第二π网络的输出信号的幅值成比例的第二直流信号，其第二输出端输出第二π网络的输出信号与第四正弦信号之间的第二差频信号；第三混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第三正弦信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第三正弦信号的幅值成比例的第三直流信号，其第二输出端输出第三正弦信号与第四正弦信号之间的第三差频信号；第四混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第三正弦信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第三正弦信号的幅值成比例的第四直流信号，其第二输出端输出第三正弦信号与第四正弦信号之间的第四差频信号；第一鉴相电路，接收第一差频信号和第三差频信号，并输出第一差频信号与第三差频信号之间的第一相位差；第二鉴相电路，接收第二差频信号和第四差频信号，并输出第二差频信号和第四差频信号之间的第二相位差；模拟数字转换器，接收第一相位差和第二相位差，将第一相位差和第二相位差转换为数字信号并将所述数字信号输入到计算机。 第三正弦信号与第一正弦信号可同频但不同相，第三正弦信号与第二正弦信号可同频但不同相。 第四正弦信号的频率与第一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号的频率之间可存在预定的频率差。 在测量第一石英晶体和第二石英晶体的电参数时，首先将第一石英晶体和第二石英晶体分别替换成短路片，计算机控制四通道信号发生器分别调节第一正弦信号和第二正弦信号的相位，使得第一π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差为零，并且使得第二π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差为零；然后移除短路片，将第一石英晶体的两端连接到第一π网络，将第二石英晶体的两端连接到第二π网络，同时计算机控制四通道信号发生器分别调节第一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号的频率，使得第一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号总是保持同频，且幅值关系和相位关系保持不变，第四正弦信号的频率始终与第一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号的频率存在预定的频率差；当第一π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差再次为零时，此时四通道信号发生器输出的第一正弦信号、第二正弦信号或第三正弦信号的频率为第一石英晶体的串联谐振频率；当第二π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差再次为零时，此时四通道信号发生器输出的第一正弦信号、第二正弦信号或第三正弦信号的频率为第二石英晶体的串联谐振频率。 在调节第一正弦信号至第四正弦信号的频率的过程中，计算机以预定的时间间隔按照预定的频距控制四通道信号发生器输出的第一正弦信号至第四正弦信号的频率从低到高变化。 模拟数字转换器接收第一直流信号至第四直流信号，将第一直流信号至第四直流信号转换为数字信号并将所述数字信号输入到计算机；计算机根据第一直流信号和第三直流信号的幅值、第三正弦信号的幅值以及第一石英晶体的串联谐振频率计算第一石英晶体的串联电阻、静态电容、动态电容和动态电感，根据第二直流信号和第四直流信号的幅值、第三正弦信号的幅值以及第二石英晶体的串联谐振频率计算第二石英晶体的串联电阻、静态电容、动态电容和动态电感。 第一π网络可包括：第一电阻器；第二电阻器，与第一电阻器并联；第三电阻器，连接在第一电阻器和第二电阻器之间，第一电阻器和第三电阻器之间的节点连接到四通道信号发生器以接收第一正弦信号；第四电阻器，与第二电阻器并联；第五电阻器，与第四电阻器并联；第六电阻器，连接在第四电阻器和第五电阻器之间，第五电阻器和第六电阻器之间的节点连接到第一混频及幅值检测电路的第一输入端，第一石英晶体连接在第二电阻器和第三电阻器之间的节点与第四电阻器和第六电阻器之间的节点之间。 第二π网络可包括：第七电阻器，连接到四通道信号发生器；第八电阻器，与第七电阻器并联；第九电阻器，连接在第七电阻器和第八电阻器之间，第七电阻器和第九电阻器之间的节点连接到四通道信号发生器以接收第二正弦信号；第十电阻器，与第八电阻器并联；第十一电阻器，与第十电阻器并联；第十二电阻器，连接在第十电阻器和第十一电阻器之间，第十一电阻器和第十二电阻器之间的节点连接到第二混频及幅值检测电路的第一输入端，第二石英晶体连接在第八电阻器和第九电阻器之间的节点与第十电阻器和第十二电阻器之间的节点之间。 四通道信号发生器可以是直接数字频率合成器。 附图说明 通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本专利技术这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中： 图1是根据本专利技术的石英晶体电参数测试系统的框图； 图2是根据本专利技术的石英晶体电参数测试系统的第一π网络的结构图； 图3是根据本专利技术的石英晶体电参数测试系统的第二π网络的结构图。 具体实施方式 以下，参照附图来详细说明本专利技术的实施例。 当石英晶体谐振时，石英晶体表现出纯阻抗性质，石英晶体只有阻抗分量，而石英晶体的容抗分量和感抗分量之和为零，因此石英晶体两端的相位差为零。根据石英晶体的谐振特性，可测试石英晶体的串联谐振频率以及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石英晶电参数测试系统，包括：计算机，发出控制信号；信号发生器，根据计算机发出的控制信号产生具有预定频率的第一正弦信号至第四正弦信号；第一π网络，连接到第一石英晶体的两端，并接收第一正弦信号；第二π网络，连接到第二石英晶体的两端，并接收第二正弦信号；第一混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第一π网络的输出信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第一π网络的输出信号的幅值成比例的第一直流信号，其第二输出端输出第一π网络的输出信号与第四正弦信号之间的第一差频信号；第二混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第二π网络的输出信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第二π网络的输出信号的幅值成比例的第二直流信号，其第二输出端输出第二π网络的输出信号与第四正弦信号之间的第二差频信号；第三混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第三正弦信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第三正弦信号的幅值成比例的第三直流信号，其第二输出端输出第三正弦信号与第四正弦信号之间的第三差频信号；第四混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第三正弦信号，其第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第三正弦信号的幅值成比例的第四直流信号，其第二输出端输出第三正弦信号与第四正弦信号之间的第四差频信号；第一鉴相电路，接收第一差频信号和第三差频信号，并输出第一差频信号与第三差频信号之间的第一相位差；第二鉴相电路，接收第二差频信号和第四差频信号，并输出第二差频信号和第四差频信号之间的第二相位差；模拟数字转换器，接收第一相位差和第二相位差，将第一相位差和第二相位差转换为数字信号并将所述数字信号输入到计算机。...

【技术特征摘要】
1.一种石英晶电参数测试系统，包括：
计算机，发出控制信号；
信号发生器，根据计算机发出的控制信号产生具有预定频率的第一正弦
信号至第四正弦信号；
第一π网络，连接到第一石英晶体的两端，并接收第一正弦信号；
第二π网络，连接到第二石英晶体的两端，并接收第二正弦信号；
第一混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第一π网络的输出信号，其
第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第一π网络的输出信号的
幅值成比例的第一直流信号，其第二输出端输出第一π网络的输出信号与第四
正弦信号之间的第一差频信号；
第二混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第二π网络的输出信号，其
第二输入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第二π网络的输出信号的
幅值成比例的第二直流信号，其第二输出端输出第二π网络的输出信号与第四
正弦信号之间的第二差频信号；
第三混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第三正弦信号，其第二输
入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第三正弦信号的幅值成比例的
第三直流信号，其第二输出端输出第三正弦信号与第四正弦信号之间的第三
差频信号；
第四混频及幅值检测电路，其第一输入端接收第三正弦信号，其第二输
入端接收第四正弦信号，其第一输出端输出与第三正弦信号的幅值成比例的
第四直流信号，其第二输出端输出第三正弦信号与第四正弦信号之间的第四
差频信号；
第一鉴相电路，接收第一差频信号和第三差频信号，并输出第一差频信
号与第三差频信号之间的第一相位差；
第二鉴相电路，接收第二差频信号和第四差频信号，并输出第二差频信
号和第四差频信号之间的第二相位差；
模拟数字转换器，接收第一相位差和第二相位差，将第一相位差和第二
相位差转换为数字信号并将所述数字信号输入到计算机。
2.根据权利要求1所述的石英晶电参数测试系统，其中，第三正弦信号

\t与第一正弦信号同频但不同相，第三正弦信号与第二正弦信号同频但不同相。
3.根据权利要求2所述的石英晶电参数测试系统，其中，第四正弦信号
的频率与第一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号的频率之间存在预定
的频率差。
4.根据权利要求3所述的石英晶电参数测试系统，其中，在测量第一石
英晶体和第二石英晶体的电参数时，首先将第一石英晶体和第二石英晶体分
别替换成短路片，计算机控制四通道信号发生器分别调节第一正弦信号和第
二正弦信号的相位，使得第一π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差
为零，并且使得第二π网络的输出信号与第三正弦信号之间的相位差为零；
然后移除短路片，将第一石英晶体的两端连接到第一π网络，将第二石英
晶体的两端连接到第二π网络，同时计算机控制四通道信号发生器分别调节第
一正弦信号、第二正弦信号和第三正弦信号的频率，使得第一正弦信号、第

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳林，李东，刘桂礼，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11