基于π網(wǎng)絡(luò)石英晶體參數(shù)檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、石英晶體諧振器是電子計(jì)時儀器的重要組成部件，其特性參數(shù)決定計(jì)時儀器穩(wěn)定的時間基準(zhǔn)，本文目的是研究石英晶體特性參數(shù)的測量方法及其測量系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
　　本文在分析了石英晶體特性參數(shù)及其三種測量方法的基礎(chǔ)上，主要研究了π網(wǎng)絡(luò)最大傳輸測量方法，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)石英晶體參數(shù)測量系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中選擇具有高速數(shù)據(jù)處理能力的數(shù)字信號處理器DSP作為系統(tǒng)的控制模塊。根據(jù)國際電工委員會規(guī)定的π網(wǎng)絡(luò)，被測石英晶體串聯(lián)在π網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)計(jì)π網(wǎng)絡(luò)最大傳輸法核心電路

2、及π網(wǎng)絡(luò)前置放大電路。采用DDS技術(shù)設(shè)計(jì)π網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)信號源部分，DDS輸出頻率信號經(jīng)過低通濾波，經(jīng)前置放大輸入給π網(wǎng)絡(luò)。π網(wǎng)絡(luò)的輸出經(jīng)過交直流轉(zhuǎn)換、低通濾波和電壓跟隨等信號處理后，送給DSP控制模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最大電壓值對應(yīng)的信號源頻率即為石英晶體的串聯(lián)諧振頻率。
　　此外，為了減小由信號源長期穩(wěn)定度下降導(dǎo)致的誤差，需要對DDS的參考時鐘源進(jìn)行頻率校正。分析對比數(shù)模校正方法，確立采用數(shù)字方式補(bǔ)償DDS輸出頻率，制定具體測量原理

3、，設(shè)計(jì)分頻電路，并采用TDC時間間隔測量技術(shù)，以1pps秒脈沖信號作為TDC開始信號，以參考時鐘源的分頻信號作為TDC結(jié)束信號，設(shè)計(jì)參考時鐘頻率校正電路，通過DSP彌補(bǔ)時鐘源長期工作引起的頻率衰減。
　　最后，根據(jù)π網(wǎng)絡(luò)最大傳輸測量原理及DSP控制邏輯，進(jìn)行CCS2000軟件編程及調(diào)試，控制石英晶體參數(shù)測量系統(tǒng)有效運(yùn)行，最終可以實(shí)現(xiàn)對石英晶體諧振器串聯(lián)諧振頻率Fs、并聯(lián)諧振頻率Fp、動態(tài)電阻R1、動態(tài)電感L1、動態(tài)電容C1、靜態(tài)電