基于dsp的新型频率监控系统的开发研究（可复制）.pdf

摘要用盗械饕M瓿善德氏煊π藕诺牟杉⑵德石英晶体行业迅速发展,但用于晶体生产过程中的高精度频率监控设备基本上依赖进口,且价格昂贵,这与国内晶体制造业对高精度频率监控设备不断增长的需求相矛盾,大大制约了国内晶体制造业的发本文阐述了一种基于男滦推德始嗫叵低车目7⒀芯浚晶片研磨厚度。以往的进口频率测控仪器都采用低速坏テ魑控制核心,本系统首次采用数字信号处理器娴テ?刂测试和过程监控逻辑信号的产生、晶片频率及频差的计算、频率设定制效果,可实现石英晶片研磨过程自动化。近年来,随着石英晶体在电子技术领域越来越广泛的应用,我国系统能在线检测石英晶片在研磨过程中的不断变化的频率,自动控制核心,同时,应用了嗷饭钩缮杵德市藕旁础芯片选和显示、人机接口信号处理等任务;嗷仿凡糠种饕S杉嗥鳌环路滤波器、电压控制振荡器构成,产生稳定连续的频率扫描信号,它是本系统的关键电路。论文首先在系统总体结构设计中介绍了酒⑺嗷芳际及可编程逻辑器件这些基础知识,然后全面系统的论述了本系统的硬件设计方案、工作原理和软件应用程序设计,并介绍了一些抗干扰措施,最后为加强系统的抗干扰性提出了将非全数字萌諴代替的改进意见。实验证明,本系统可获得满意的测量控关键词德始嗫叵低常⒕琍锁相环展。
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第一章绪论课题来源与研究意义用来进行生产的加工设备和高精度测控装置的需求量也因此不断增加。事实上,过程中压电材料的谐振频率来监控研磨生产过程,它可以在线显示晶体频率及其本课题是湖南益阳宇晶实业有限公司与中南大学信息与控制工程研究所合作开发的几个项目中的一个,属于横向科研课题。由于石英晶体具有较高的品质因素,其频率稳定度极高,被广泛用做时间频率基准和为时序逻辑电路提供同步脉冲,所以自世纪年代初问世以来,石英晶体在电子领域获得了广泛的应用。如:卫星通讯、广播电视系统及全球导航定位系统等,均需采用石英晶体器件作为频率标准控制信号源。又如:近代物理实验、精密时频计量、精密频率合成等电子仪器,都有赖于高稳定性石英晶体提供精确的频标和时基。近年来,数字技术、通讯技术、及其它相关领域技术的迅猛发展,对石英晶体的需求量也越来越大,质量要求越来越高。石英晶体日益增长的需求量同时也促进了我国石英晶体生产行业的发展,而国内晶体测量技术严重滞后,用于晶体生产过程中的测控设备基本上依赖于进口,这大大制约了我国晶体制造业的发展。因此,发展国内晶体测量技术、研制国产测量设备代替昂贵的进口设备就具有了重要意义。在石英晶片生产过程中,确保晶片频率的研磨精度同时又有较高的生产效率和产品合格率往往是很难达到的。传统研磨工艺中,为了检测晶体频率是否达到目标值,必须要多次停机,在一盘晶片中随机取样测其频率看它是否达到给定值。这种方法既影响了生产效率又很难保证研磨精度,其自动化程度很低。目前国际石英晶片产品『谙蛐⌒化及表面贴装化发展,尤其是片状条形晶片的生产,如果还仍然采用传统工艺,要想实现规模生产获得较高的经济效益是很难的。因此,在晶片制造行业中,离线人工频率测量法已越来越不能满足规模化生产的要求。目前,国内一些晶片制造厂家采用国外的频率监控仪跃德式性谙卟饪亍自动频率监控仪糜诳刂蒲沟绮牧系难心ビ肱坠猓⑼ü嗍友心整盘频差。据统计,自动频率监控仪可以使生产效率和产品合格率提高百分之三卜左右,对于提高产品质量起了很大的作用。目前,国外已经有多个厂家开发了一系列的自动频率监控仪。其中,最为著名的是美国的尽目前,国内有些厂家也在做率瞪希芽7⒊龅牟吩诓馄捣段Ъ安量精度还有稳定性方面和美国、日本的产品相比还有一定的差距。中南大学坝宦垡
研究对象特点及基本思路实时眭、快速性较高的系统的要求。据了解,仅深圳,从事晶体研磨的厂家就有多家,其中,在这次项目中与我们合作的湖南宇晶实业有限公司在深圳就有从事晶体研磨的分厂,他们用的是日本产的采用单片机为控制核心的鄹癖冉习汗蟆J率瞪希珹本身的开发成本不高,而售价较高,因此,开发研究笰仪器规范化、产品化、系列化,必具有广阔的前景。芯慷韵筇氐自动频率监控仪糜诳刂蒲沟绮牧系难心ビ肱坠猓庖还淌峭ü视研磨过程中压电材料的谐振频率来实现的。图卜钦鱿低车陌沧凹靶藕帕示意图。图中,晶体被置于上下研磨盘中间的游星轮中。电极插入研磨盘并且和传感器相连。控制仪发出频率扫描激励信号给传感器,并观察晶体通过电极时的谐振反应。该频率扫描信号通过传感器到达研磨盘上的电极以后,穿过晶片,经过图中的信号通路返回给传感器。晶片频率达到阈值目标频率后,控制仪向固态继电器发送缂藕牛乇盏缁V寡心ス獭T诠噬希珹所测控的晶片频率范围最高可达,而国内研制的淖罡咂德手豢纱5鼻埃琓公司以及国内其它公司的捎玫亩际悄托罗拉公司的单片机系列偷テ魑?刂坪诵腎