[發明專利]逐次逼近型溫度頻率校正方法和裝置

有效

• 申請號: 200810043842.X
• 申請日: 2008-10-15
• 公開（公告）號: CN101388646A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 張冪;曹偉勛
• 申請（專利權）人: 凱濤電子（上海）有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04;H03L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子電路設計領域，特別涉及溫度頻率漂移的補償技術及溫度校正字的獲取技術。

背景技術

為了確保所有的電子器件都能正常或同步工作，在電子電路設計中提供精確的時鐘信號是非常重要的。通常，所述時鐘信號是一般可以由晶體振蕩器(crystal?oscillator)產生的，其中所述晶體振蕩器是利用壓電材料的振蕩晶體的機械諧振來產生一定頻率電信號的電子電路。這個頻率通常可以用于計時(比如石英手表中)，也可以用于為數字集成電路提供時鐘信號，還可以用于穩定無線發射器/接收器的頻率。導致時鐘信號不同于設計的一個原因在于溫度，它可能影響壓電材料和晶體振蕩器的運作。隨著溫度的變化，晶體振蕩器輸出的頻率會也會隨之變化。事實上，電子設備比如便攜式電腦、手機和電子儀表可能被用于各種溫度變化的環境中，因此保證這些電子設備在各種溫度環境下都能正常無誤的工作是非常重要的。

許多現代通信設備比如GPS和GSM系統需要高精度、高穩定的頻率來增加其內無線電收發器的靈敏度以及來降低采集/跟蹤時間。然而，晶體振蕩器的輸出頻頻會隨著壽命和溫度的變化而發生漂移，并且普通晶體振蕩器也不會提供抑制晶體頻率隨周圍溫度發生變化的機制。由于苛刻的需求，在沒有來自基站的頻率調諧支持的蜂窩系統中使用低成本獨立晶體振蕩器是不可能的。

無線通訊設備或移動電話的頻率源包括有數控晶體振蕩器(digitallycontrolled?crystal?oscillator)或溫度補償晶體振蕩器(temperature-compensated?crystal?oscillator)。然而，數控晶體振蕩器電路需要在晶體振蕩器中引入電容陣列來進行頻率校正。這樣，使用數控晶體振蕩器就變得非常昂貴，尤其對于深亞微米COMS工藝的數控晶體振蕩器。此外，通過對數控晶體振蕩器中的大量電容的切換來調整晶體振蕩器的輸出頻率很可能會導致頻率跳變效應(frequency?beating?effects)，從而難以滿足輸出頻率穩定性的要求。

此外，所述數控晶體振蕩器電路還需要數控輸入信號來補償由溫度發生變化引起的頻率漂移。現有技術中一般都采用存儲一些離散的溫度點對應的頻率補償值得方法，即查找表(Look-up?table)法。在需要進行溫度頻率補償的時候，只需要將當前溫度對應的頻率補償值直接取出使用就可以。然而，如果在一些溫度點之間頻率發生明顯跳變，則可能影響到整個系統的補償效果。對于上述問題，一種解決方法是可以利用在溫度間隔間采用插值的方式來克服，但是這將會使硬件設計變的比較復雜并且補償精度可能會比較差。另一種解決方法是可以減小溫度間隔以獲得更多溫度點對應的頻率補償值，但是這將會增加用于存儲頻率補償值的存儲器的容量，同時也會增加溫度頻率的測試點數量。

在現有的溫度補償晶體振蕩器(temperature-compensated?crystaloscillator)中，自動調溫器生成校正電壓以保證振蕩器頻率恒定。這樣的壓控溫度補償晶體振蕩器具有一根據溫度成比例產生線性電壓的溫度傳感器、3階線性函數電壓發生器和壓控晶體振蕩器。將三階線性函數電壓發生器和溫度傳感器的輸出提供給壓控晶體振蕩器，所述壓控晶體振蕩器進而可以根據所使用晶體的溫度頻率特性來進行溫度補償。

然而，這樣的壓控溫度補償晶體振蕩器首先需要一高品質晶體來滿足所述三階線性補償需要，這樣的高品質晶體非常昂貴，尤其是小尺寸的晶體。其次，由于限制了晶體振蕩器的最大輸出頻率，因此也很難保證高頻穩定性和精確性。此外，由于很難精確生成微伏級模擬電壓，所述壓控溫度補償晶體振蕩器很難控制小頻率的改變(比如，小于1.0赫茲)。

因此，亟待提出一種的存儲容量低、補償精確的溫度頻率漂移補償技術及溫度校正字獲取技術。

發明內容

有鑒于此，本發明的解決得技術問題之一在于提供一種逐次逼近型溫度頻率校正裝置，其可以對溫度頻率漂移進行快速、精確的補償。

本發明的解決得技術問題之二在于提供一種逐次逼近型溫度頻率校正方法，其可以對溫度頻率漂移進行快速、精確的補償。