[發明專利]高精度時鐘補償電路處理的方法

有效

• 申請號: 200810077911.9
• 申請日: 2008-12-01
• 公開（公告）號: CN111903219B
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 李斌;許仕龍;劉林海;王方
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G04G5/00
• 分類號: G04G5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種高精度時鐘補償電路處理的方法，它涉及通信領域中一種高穩時鐘源的數字溫補電路技術。它以傳統溫度補償架構為基礎，采用“數字溫度補償與實時相位補償”相結合的補償算法進行電路設計，保證了溫度補償達0.1ppm的精確度；通過配置不同的工作模式，滿足低功耗要求。本發明還具有能顯著提高實時時鐘的補償精度，并大大降低時鐘電路的功耗，以及有很高的應用靈活性等優點，特別可廣泛應用于各類高精度時鐘要求使用的場合作為高精度時鐘，如移動通信、導航定位等。

技術領域

本發明涉及通信領域中的一種高精度時鐘補償電路處理的方法，特別適用于應用具有高精度要求的移動通信、導航定位、遙控遙測設備中作為高精度時鐘。

背景技術

傳統的高精度時鐘補償的方法，主要有兩種：

第一、用數字電路控制外部晶體振蕩器中的電容陣列來調節頻率，其優點是電路結構簡單，實現比較容易。其缺點是頻率調節是跳躍性的，不能連續的變化，振蕩器相位噪聲比較差。

第二、用D/A輸出的模擬電壓調節外部晶體振蕩器中變容二極管的電容來調節頻率。其優點是頻率調節是連續的，振蕩器相位噪聲比較好。其缺點是電路結構復雜，實現電路面積較大。

為了獲取高精度的時鐘基準，提供精確的時間源信息，需要一種改進的、簡單且低功耗的補償算法，進行高精度溫度補償電路設計，該算法應容易通過硬件來及專用集成電路實現。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于避免上述背景技術中的不足之處而提供一種高穩時鐘源的高精度時鐘補償電路處理的方法。它以傳統溫度補償架構為基礎，采用“數字溫度補償與實時相位補償”相結合的補償的方法進行電路設計，保證了0.1ppm的精確度；通過配置不同的工作模式，滿足低功耗要求。本發明還具有能顯著提高實時時鐘的補償精度，并大大降低時鐘電路的功耗，以及應用靈活性強等特點，可廣泛應用于各類高精度時鐘要求適用場合，作為高精度時鐘、移動通信、導航定位等。

本發明的目的是這樣實現的，它包括步驟：

①采用溫度傳感器2、A/D變換器3、D/A變換器7、存儲器5、振蕩槽11構成溫度補償電路架構；

②由溫度傳感器2感應外界環境變化產生環境溫度變化的模擬電信號送入A/D變換器3，A/D變換器3將環境溫度變化的模擬電信號轉化為數字信號；

③A/D變換器3將數字信號輸出至存儲器5作讀地址，讀出預置寫入存儲器5對應當前溫度的溫度補償數據；

④將存儲器5輸出的溫度補償數據輸出至D/A變換器7，控制振蕩槽11的振蕩輸出頻率；

⑤不同工作溫度下，重復①至④步驟進行溫度補償，使在正常工作條件下振蕩槽11的溫度補償精度達到10^-6；

⑥將A/D變換器3的位數設置≥14bit，D/A變換器7的位數設置≥10bit；

⑦將存儲器5輸出的溫度補償數據取低10位數輸出至D/A換器7變換成模擬信號，模擬信號控制振蕩槽11的輸出振蕩頻率；取高4位數輸出至開關電容陣列13-1、13-2，開關電容陣列13-1、13-2的輸出電容量反饋控制振蕩槽11的輸出振蕩頻率；

⑧由IIC接口9初始化實時鐘模塊10，實時鐘模塊10對步驟⑦中振蕩槽11的輸出振蕩頻率進行正常和待機工作模式下的時、分、秒計數；

⑨由補償算法模塊8修正正常工作模式下晶振的老化參數，老化參數修正值通過輸入≥50MHz的時鐘和輸入1PPS_IN的時鐘進行老化特性補償，老化特性補償由≥50MHz時鐘采樣1PPS_1N時鐘與振蕩槽11產生的1PPS時鐘之間的相位差，相位差對應的溫度補償數據反饋至存儲器5進行溫度補償控制，每隔設定的時間更新一次存儲器5的溫度補償數據，存儲器5的溫度補償數據更新時間間隔根據電路環境溫度和低功耗要求由IIC接口9進行設定；