专利名称：一种用于补偿晶振老化的方法
技术领域：
本发明涉及电 子技术领域，为晶振的老化提供一种补偿方法，可用于普通石英晶振、压控晶振、温补晶振、恒温晶振等各种晶振的老化补偿。
背景技术：
石英晶振是一种闻精度和闻稳定度的振荡器，被广泛应用于电视、计算机等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。国际电工委员会将普通晶体振荡(SPXO)，电压控制式晶体振荡器(VCXO)，温度补偿式晶体振荡(TCXO)，恒温控制式晶体振荡(OCXO)。目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡(DCXO)微机补偿晶体振荡器(MCXO)等等。虽然恒温晶振、微机补偿晶振等都具有很高的精度，但是其在使用过程中输出频率随着时间的推移会发生变化，这就是晶振的老化。晶振的老化会造成晶振输出频率的偏差，目前一般采用隔一段时间进行一次校准的方法补偿老化带来的误差，例如高精仪器一般隔一段时间就要到厂家校准一次。但是有些应用场合不适合这种方法，比如航天应用或者有些需要长期运转的设备和装置。本发明就以上晶振老化问题提出了一种补偿晶振老化的方法，可以应用于各种晶振，对于其老化进行补偿。
发明内容
(一 )要解决的技术问题为了解决晶振的老化对频率的影响问题，本发明提出了一种补偿晶振老化的方法，该方法在设定的时间内自动补偿晶振老化所带来的频率误差，达到自动校正的目的。本发明的用于补偿晶振老化的方法，其方法是利用已知的晶振老化规律对晶振的老化进行补偿。典型结构由四部分组成计时装置、计算单元、存储单元和晶振四部分组成，计时装置记录时间信息并送入计算单元；计算单元根据晶振使用时间和存储单元值进行老化曲线拟合，生产补偿数据，送入被补偿件晶振，存储单元用于存储晶振的老化值，晶振为被补偿件，计算单元、计时装置、存储单元和晶振的相互连接，组成晶振老化补偿的功能电路。其中计时装置主要功能是记录晶振的使用时间，可以是实时时钟；计算单元主要功能是根据晶振使用时间和存储单元的老化值，拟合和预测出补偿值，该单元可以是MCU，存储单元主要功能是存储晶振老化值，该单元可以是EEPR0M，晶振可以是压控晶振、温补晶振、恒温晶振，也可以使普通的石英晶振。计算单元输出的补偿值可以是数字量也可以是模拟量，可以用晶振的负载电容进行补偿，以使晶振达到较准确的频率输出，其中存储单元存储的是离散的老化值。根据使用要求，老化实时时钟补偿时间是可以通过预先设定在时钟电路里的，根据需要按指定时间段来做间歇性修补，如I个月修补一次或3个月修补一次。此夕卜，此装置中含有温度传感器，老化补偿算法可以根据温度传感器的所处温度老化时间状态统计，即根据使用温度的环境状态时间，写入不同的老化补偿算法。当然，此外针对不同的晶体材料、结构、封装形式，表现出的补偿算法是不同的。( 二 )技术方案在图I中所示为本发明提供的一种补偿晶振老化的方法的结构图，该结构包括计时装置100，计算单元200，存储单元300及晶振400。计算单元根据计时装置输出的时间信息来查存储单元的老化值，并根据老化值计算出补偿值，从而对晶振进行补偿。我们在实施温补晶振的老化补偿时，可以通过相对短时间加速老化试验，如超高温、超低温和易氧化环境中，等效出长期晶振的老化规律，加快算法的实验验证。在图2中提供了一种补偿晶振老化的方法的具体实例图案，图3展示了三种典型的晶振老化曲线图。
图I 一种补偿晶振老化的方法的结构图；图2 —种补偿晶振老化的方法的具体实例；图3三种典型老化曲线具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。图2为一种补偿晶振老化的方法的具体实例，该实例包括实时时钟，用于产生当前的时间，通过对当前时间和晶振开始工作时间做差，可以得到该晶振的使用时间；EEPR0M，用于存储被测压控晶振每个月(或者每年)的老化值；MCU，根据实时时钟产生的当前时间得到压控晶振的使用时间，并根据EEPROM中存储的老化值得到补偿值，可根据设定每隔一段时间进行一次补偿，并将补偿值送入压控晶振；压控晶振为被补偿件，用于产生较准确的输出频率。下面详细说明其工作原理由于晶振经过长时间应用后会由于老化而使输出频率不准，图3为典型的晶振老化曲线。我们利用晶振的老化规律搭建补偿系统对晶振的老化进行补偿，如图2所示。系统工作后实时时钟产生当前的时间，并将时间信息通过总线送入MCU。EEPROM中存储的是图3曲线的信息，但由于EEPROM大小有限，故其存储的是有限的离散老化值。MCU根据时间信息和EEPROM中老化值拟合出需要的补偿值，并将补偿值送入压控晶振来补偿压控晶振，达到晶振输出较稳定的目的。
权利要求
1.一种用于补偿晶振老化的方法，其特征在于该方法是利用已知的晶振老化规律对晶振的老化进行补偿，典型结构由四部分组成计时装置、计算单元、存储单元和晶振四部分组成，计时装置记录时间信息并送入计算单元；计算单元根据晶振使用时间和存储单元值进行老化曲线拟合，生产补偿数据，送入被补偿件晶振，存储单元用于存储晶振的老化值，晶振为被补偿件，计算单元、计时装置、存储单元和晶振的相互连接，组成晶振老化补偿的功能电路。
2.根据权利I要求所述的一种用于补偿晶振老化的方法，其特点在于，计时装置主要功能是记录晶振的使用时间，该装置可以是实时时钟。
3.根据权利I要求所述的一种用于补偿晶振老化的方法，其特点在于，计算单元主要功能是根据晶振使用时间和存储单元的老化值，拟合和预测出补偿值，该单元可以是MCU。
4.根据权利I要求所述的一种用于补偿晶振老化的方法，其特点在于，存储单元主要功能是存储晶振老化值，该单元可以是EEPR0M。
5.根据权利I要求所述的一种用于补偿晶振老化的方法，其特点在于，晶振可以是压控晶振、温补晶振、恒温晶振，也可以使普通的石英晶振。
6.根据权利I要求所述的一种用于补偿晶振老化的方法，其特点在于，计算单元输出的补偿值可以是数字量也可以是模拟量。
7.根据权利I要求所述的一种用于补偿晶振老化的方法，其特点在于，该方法是对晶振的负载电容进行补偿，以使晶振达到较准确的频率输出。
8.根据权利I要求所述的一种用于补偿晶振老化的方法，其特点在于，存储单元存储的是离散的老化值。
9.根据权利I、权、权利3、权利4、权利5、权利6、权利7和权利8要求所述的一种用于补偿晶振老化的方法，其特点在于，老化实时时钟补偿时间是可以通过预先设定在时钟电路里的，根据需要按指定时间段来做间歇性修补。
10.根据权利I、权、权利3、权利4、权利5、权利6、权利7和权利8要求所述的一种用于补偿晶振老化的方法，其特点在于，此装置中含有温度传感器，老化补偿算法可以根据温度传感器的来统计晶振所处温度老化时间状态统计，写入老化补偿算法。
全文摘要
本发明提出了一种可用于补偿晶振老化的方法，该方法利用晶振的老化规律对晶振的老化进行补偿。该方法的典型结构由四部分组成，包括计时装置、计算单元、存储单元和晶振。其中，计时装置用于记录晶振的使用时间；计算单元根据晶振使用时间和存储单元值进行老化曲线拟合，并生产补偿数据；存储单元用于存储晶振的老化值；晶振为被补偿件。
文档编号G01R31/00GK102916654SQ201210411978
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者不公告发明人 申请人:北京七芯中创科技有限公司