[發(fā)明專利]自適應(yīng)溫度補(bǔ)償

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710204591.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107276536B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅德里克·布賴恩特;埃蒙·格倫農(nóng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瑞士?jī)?yōu)北羅股份有限公司
• 主分類號(hào): H03B5/04
• 分類號(hào): H03B5/04
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉

一種對(duì)振蕩器的與溫度相關(guān)的頻率漂移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒āＴ摲椒òǎ菏褂猛獠繀⒖碱l率信號(hào)來(lái)導(dǎo)出在工作溫度范圍上的振蕩器補(bǔ)償數(shù)據(jù)，將振蕩器補(bǔ)償數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第一表中，以及針對(duì)給定工作溫度，使用第一表以獲得相應(yīng)的振蕩器補(bǔ)償數(shù)據(jù)并應(yīng)用該數(shù)據(jù)以提供對(duì)與溫度相關(guān)的頻率漂移的補(bǔ)償。該方法還包括針對(duì)工作溫度范圍定義一系列溫度槽，每個(gè)溫度槽被細(xì)分為一系列溫度倉(cāng)。使用外部參考頻率信號(hào)來(lái)導(dǎo)出在工作溫度范圍上的振蕩器補(bǔ)償數(shù)據(jù)的步驟包括：a)測(cè)量工作溫度，并且使用外部參考頻率信號(hào)來(lái)確定當(dāng)工作溫度變化時(shí)的各個(gè)溫度的振蕩器補(bǔ)償值；b)在第二表的相應(yīng)的溫度倉(cāng)中累積所確定的振蕩器補(bǔ)償值；c)每隔隔開(kāi)的時(shí)間段，使用在所述第二表的溫度倉(cāng)中累積的數(shù)據(jù)來(lái)確定或更新針對(duì)所述第一表中的一個(gè)或多個(gè)槽所存儲(chǔ)的振蕩器補(bǔ)償數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)振蕩器的與溫度相關(guān)的頻率漂移進(jìn)行補(bǔ)償。

背景技術(shù)

振蕩器在廣泛的系統(tǒng)中使用以提供可靠的參考頻率。不同的振蕩器設(shè)計(jì)提供不同程度的穩(wěn)定性，成本通常隨著穩(wěn)定性水平而增加。許多類型的振蕩器受到溫度依賴性和由老化引起的漂移的影響。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于晶體振蕩器來(lái)說(shuō)特別嚴(yán)重。在一些振蕩器設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)確定由振蕩器產(chǎn)生的(內(nèi)部)頻率和外部頻率參考之間的頻率偏移來(lái)管控(discipline)振蕩器。一些全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收機(jī)應(yīng)用這種方法，利用一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)載波頻率作為外部頻率參考。為了操作的目的，典型的GNSS接收機(jī)連續(xù)使用振蕩器。振蕩器輸出被用作穩(wěn)定頻率參考，穩(wěn)定頻率參考用于將GNSS信號(hào)下變頻，并且用于生成將擴(kuò)頻基帶信號(hào)“解擴(kuò)(despread)”的本地碼副本。一些全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收機(jī)利用一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)載波頻率作為外部頻率參考，以測(cè)量和跟蹤頻率偏移，并在其內(nèi)部計(jì)算中允許這種偏移，但不管控振蕩器。其他GNSS接收機(jī)管控振蕩器，即，它們使用頻率偏移來(lái)確定控制電壓并將其應(yīng)用于晶體振蕩器電路，以針對(duì)溫度和老化效應(yīng)加以調(diào)節(jié)。

然而，有時(shí)候外部頻率參考不可用；來(lái)自軌道衛(wèi)星的信號(hào)可能被阻擋或遭受臨時(shí)干擾。如果發(fā)生這種情況且當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，期望接收機(jī)進(jìn)入“延續(xù)”(holdover)，在此期間接收機(jī)基于在先前(正常)操作周期期間收集的數(shù)據(jù)來(lái)嘗試維護(hù)經(jīng)補(bǔ)償?shù)恼袷幤黝l率。用于提供溫度補(bǔ)償?shù)母鞣N方案在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。

US4922212公開(kāi)了一種依賴于預(yù)定的振蕩器溫度-頻率轉(zhuǎn)移曲線的振蕩器溫度效應(yīng)補(bǔ)償方案。環(huán)境溫度由溫度傳感器來(lái)測(cè)量，并被用于評(píng)估轉(zhuǎn)移曲線和確定溫度補(bǔ)償電壓。使用適當(dāng)?shù)闹祦?lái)處理老化效應(yīng)。US2002/0158693提供了一種在包括溫度在內(nèi)的物理參數(shù)的意義上預(yù)測(cè)振蕩頻率的機(jī)制。然后，在參考信號(hào)不可用的時(shí)間段期間使用該機(jī)制來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)振蕩器控制電壓。

振蕩器的溫度特性通常對(duì)于各個(gè)振蕩器來(lái)說(shuō)特定的。使用預(yù)定義的功能不太可能考慮單個(gè)振蕩器行為。US4746879描述了一種備選方法，其包括在初始設(shè)備校準(zhǔn)期間創(chuàng)建和存儲(chǔ)將溫度映射到補(bǔ)償值的查找表。然而，雖然這種方法可能在某種程度上考慮了單個(gè)設(shè)備特性，但是它不能對(duì)設(shè)備老化進(jìn)行補(bǔ)償。US5892408公開(kāi)了一種相關(guān)方法。

更好的方法包括使用動(dòng)態(tài)維護(hù)的查找表。US2006/0267703舉例說(shuō)明了這種方法。通過(guò)以下方式來(lái)創(chuàng)建查找表：通過(guò)使用外部頻率參考來(lái)定期測(cè)量和記錄環(huán)境溫度和頻率偏移/補(bǔ)償值。當(dāng)外部頻率參考不可用時(shí)，對(duì)所測(cè)量的環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量并將其用于從查找表中獲得頻率偏移或補(bǔ)償值。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于：由于動(dòng)態(tài)更新查找表，所以固有地補(bǔ)償了老化效應(yīng)。

US5392005使用存儲(chǔ)的補(bǔ)償值并且通過(guò)提供一種機(jī)制來(lái)解決晶體振蕩器的老化問(wèn)題，借助該機(jī)制，當(dāng)振蕩器頻率已經(jīng)從參考信號(hào)漂移超過(guò)指定公差時(shí)，通過(guò)使用參考信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償因子。

使用將溫度映射到偏移頻率或補(bǔ)償值的動(dòng)態(tài)更新的查找表提供了一種針對(duì)依賴溫度的變化和老化的效應(yīng)來(lái)補(bǔ)償本地晶體振蕩器或其輸出的有效機(jī)制。然而，現(xiàn)有技術(shù)方法需要收集和存儲(chǔ)相對(duì)大量的數(shù)據(jù)，以便能夠在足夠?qū)挼目赡懿僮鳒囟确秶喜⑶以谧銐虻臏囟确直媛氏逻M(jìn)行補(bǔ)償。特別是在移動(dòng)接收機(jī)的情況下，存儲(chǔ)器要求導(dǎo)致了顯著的成本和“不動(dòng)產(chǎn)”開(kāi)銷。

發(fā)明內(nèi)容