专利名称：：数字控制频率产生装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种频率产生装置，特别是涉及一种以程序控制输出频率且避免输出频率偏移的数字控制频率产生装置。
背景技术：
：参阅图1，晶体震荡器9(CrystalOscillator)包括了一谐振芯片90及一调整电路91，谐振芯片90的制造方式是包括切割(Cutting)、上胶(Waxing)、再切割(Halfing)、车削(Rounding)及煮胶(Dewaxing)等步骤以分离出芯片，接着研磨(FrequencyLapping)芯片至所需频率，并确认该芯片的晶体参数。调整电路91包括一反相器911及可调电容值的数个电容CI、C2及C3，控制模块82是一可产生模拟电压的微控制器；将谐振芯片90及调整电路91封装为晶体震荡器9，并利用输入模块81输入控制参数予控制模块82，由控制模块82依据控制参数来调控电容CI、C2及C3的负载电容值，借此微调晶体震荡器9输出的谐振频率，最后再确认晶体震荡器9的输出频率，如此即完成了晶体震荡器的成品制作。然而，以往会衍生下述缺失1.一般制造商虽然已经制备了大部分常用的频率的晶体震荡器9，但是当客户要求其它不常用的频率范围的晶体震荡器9时，由于晶体震荡器9在成品制作出来后就确定了其输出频率而无法再作变更，因此制造商就需再制作出一批成品供应客户，造成制作时间和成本的浪费。2.如温度、老化及重力等环境因素造成晶体震荡器9输出频率变化，因而会有输出频率偏移的问题。
发明内容为了克服现有晶体震荡器无法变更输出频率及频率偏移的技术问题，本发明提供一种频率产生装置，该频率产生装置以数字化程序控制方式制作出不同输出频率。于是，本发明数字控制频率产生装置包含一用以产生一稳定震荡频率的第一时脉讯号的震荡器模块、一程序控制模块及一直接数字频率合成器。本发明数字控制频率产生装置所采用的技术方案是该程序控制模块内建有一程序可供设定一输出频率并依据该输出频率数字化处理以产生一控制指令；该直接数字频率合成器接收该第一时脉讯号及该控制指令，依据该控制指令调整该第一时脉讯号，并输出该输出频率的第二时脉讯号；由于使用具有稳定频率的震荡器模块搭配程序控制模块，并以程序控制直接数字频率合成器，因此能达到利用现有震荡器模块就能客制化不同输出频率的目的。较佳地，本发明数字控制频率产生装置还包含一感测模块，该感测模块用以侦测该第一时脉讯号且每隔一段时间针对第一时脉讯号中的脉波数量加以计数及储存，并输出监测资料供给该程序控制模块供作参考补偿输出频率的参考以换算该控制指令，借此达到稳定输出频率且避免频率偏移的目的。本发明数字控制频率产生装置的有益效果在于使用输出稳定频率的震荡器并搭配数字化程序控制，因此可迅速制作出客户要求的输出频率的成品，且避免如温度、老化及重力等因素造成输出频率偏移的问题。图1是一系统方块图，说明目前晶体震荡器微调频率的做法；图2是一系统方块图，说明本发明数字控制频率产生装置的一较佳实施例；图3是一电路方块图，说明该较佳实施例的直接数字频率合成器；图4是一系统方块图，说明该较佳实施例的详细电路。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明参阅图2，本发明数字控制频率产生装置1的较佳实施例是包含一震荡器模块11、一程序控制模块12、一直接数字频率合成器(DirectDigitalFrequencySynthesizer；简称DDFS)13、一滤波器14、一缓存器15及一感测模块16。程序控制模块12可接受外部输入执行两种调控功能，其中一种调控功能是频率自动微调功能，主要是自动调整震荡器模块11的负载电容值，借此微调震荡器模块11输出的第一时脉讯号104的谐振频率fosc；另一种调控功能是出厂调控功能，可以接受外部的操作产生控制指令105，借此使直接数字频率合成器13依据控制指令105输出的第二时脉讯号106具有一输出频率fout。本发明数字控制频率产生装置1制作出能输出符合要求频率的方式，是令程序控制模块12产生控制指令给直接数字频率合成器13，使直接数字频率合成器13产生的脉波讯号能依据控制指令修改原本震荡器模块11的谐振频率fosc为出厂时所需的输出频率fout。因此，使用者只要依据前述方法就可以得到所需输出频率fout，只要震荡器模块11能稳定输出震荡频率fosc且在可接受的范围，如频率误差小于+/-10PPM就可以采用，也就是只要具有稳定性(stability)的输出震荡频率的震荡器模块11皆属于可供本发明应用的范畴。直接数字频率合成器13输出模拟讯号，接着使用滤波器14移除不必要的成分并加以平滑化，缓存器15则是放大讯号且可设计为输出方波。参阅图3，直接数字频率合成器13具有一相位累加单元(Phaseaccumulator)131、一记忆单元132及一数字/模拟转换单元133，其信号合成方式主要是在记忆单元132内建一换算表(Lookuptable)，调整震荡器模块11将具有谐振频率fosc的第一时脉讯号104输入直接数字频率合成器13后，直接数字频率合成器13的相位累加单元131每经一频率周期就对输入相位作累加，而累加值的输出给记忆单元132，相位累加单元131经由换算表可查出对应的输出振幅，最后由数字/模拟转换单元133数字/模拟转换为该输出频率fout的第二时脉讯号106。直接数字频率合成器13主要是接收控制模块12产生的控制指令105中含有的一频率控制码FCW(FrequencyControlWord)，也就是程序控制指令105及频率控制码FCW的输入位数M，然后借由查表换算出所需的输出频率fout。另外，数字/模拟转换单元133产生的输出频率fout需为多于两倍的震荡频率fosc，震荡频率fosc需设计在直接数字频率合成器13的频率要求内，但震荡器模块11也可设计为搭配频率多任务器或除法器以得到兼容于直接数字频率合成器13的频率。参阅图4，分别将震荡器模块11、程序控制模块12及感测模块16的作用原理详述如下震荡器模块11包括一晶体谐振器110、一反相器111及数个电容C11、C12及C13，其中，反相器111是具有增益的放大器，其配合电容C11、C12及C13为一调整电路(Timingcircuits)，其作用是产生一具有稳定震荡频率fosc的第一时脉讯号104给直接数字频率合成器13及感测模块16。震荡器模块11除了可以是前述的可微调式，震荡器模块11也可以是一种无须调整频率的恒温炉式振荡器(Oven-ControlledCrystalOscillator;0CX0)，其是将石英振荡器(X0)或温度补偿石英振荡器(TCX0)配合加热控制(Oven)电路封装于密闭的壳体内，加热控制电路配合晶体振荡器产生所需的预定温度即可使晶体振荡器产生稳定的频率。程序控制模块12是采用MicrochipTechnology公司生产的PIC24控制模块，其内建有高性能的一处理器120、一输入接口121、一输出接口122、一内存123及一模拟/数字转换器124等，处理器120可配合输入接口121输入指令，经由输出接口122对震荡器模块11进行频率自动微调功能。对于出厂调控功能，处理器120是借由输入接口121自外部取得一控制讯号101，并依据前述的控制讯号101、一数字控制讯号102及一监测资料103换算出所需的控制指令105，然后经由输出接口122将控制指令105传送给直接数字频率合成器13。另外，处理器120的模拟/数字转换单元124接收感测模块16传来的监测资料103，并将由模拟讯号的各监测资料103转换为一数字讯号予处理器120以储存在内存123内。感测模块16是每隔一段时间针对第一时脉讯号104中的脉波数量加以计数及储存，并输出计数及储存的监测资料103供给处理器120作为补偿输出频率的参考以换算控制指令105；由于频率偏移是因为老化(Agingfrequencychangewithtime)、温度(Temperature)或重力(g-sensitivity；Frequencychangewithacceleration)等因素造成第一时脉讯号104的频率变化，因此利用前述感测模块16的监测处理方式可有效避免输出频率fout偏移的问题。由以上说明可知，本发明数字控制频率产生装置1，不仅未见于以往，该项设计更具有下述功效一、节省时间及重新制作的成本由于本发明数字控制频率产生装置1是使用具有稳定频率的震荡器模块11搭配程序控制模块12，并以程序控制直接数字频率合成器13，因此可利用现有频率的震荡器模块11迅速制作出客户要求频率的成品，且此种数字控制频率产生装置1在制作过程中也无须作微调的动作，因此可节省时间及重新制作的成本。二、补偿环境因素造成的频率变化本发明数字控制频率产生装置1是以程序控制模块12控制直接数字频率合成器13以补偿环境因素造成的频率变化，因此针对环境因素造成的产生的输出频率fout偏移现象具有下述优点1.温度可随温度变化产生的频率偏移现象进行补偿及改进频率稳定性。2.老化频率随时间改变而衰减，典型的改变是半导体周期，此种随时间的产生的频率偏移现象可侦测及补偿。3.电压可随输入电压产生的频率偏移现象补偿及改进频率稳定性。4.重力大部分震荡器会随重力改变重力，针对感应频率随加速变化产生的频率偏移现象，可补偿及减低其影响。权利要求一种数字控制频率产生装置，包含一用以产生一稳定的震荡频率的第一时脉讯号的震荡器模块，其特征在于，所述数字控制频率产生装置还包含一程序控制模块，内建有一程序可供设定一输出频率并依据该输出频率数字化处理以产生一控制指令；及一直接数字频率合成器，接收该第一时脉讯号及该控制指令，依据该控制指令调整该第一时脉讯号，并输出该输出频率的第二时脉讯号。2.如权利要求1所述的数字控制频率产生装置，其特征在于，所述数字控制频率产生装置还包含一感测模块，该感测模块用以侦测该第一时脉讯号且每隔一段时间针对第一时脉讯号中的脉波数量加以计数及储存，并输出计数及储存的监测资料供给该程序控制模块供作参考补偿输出频率的参考以换算该控制指令。3.如权利要求1或2所述的数字控制频率产生装置，其特征在于，所述程序控制模块具有一处理器、一模拟/数字转换器及一内存，该模拟/数字转换单元是将该第一时脉讯号由模拟讯号转换为数字讯号予该处理器，该内存储存有该输出频率，该处理器是在执行该程序时以该输出频率作为换算依据以产生该控制指令。4.如权利要求1或2所述的数字控制频率产生装置，其特征在于，该震荡器模块是一恒温炉式振荡器。全文摘要一种数字控制频率产生装置，包含一震荡器模块、一程序控制模块及一直接数字频率合成器；该震荡器模块用以产生一稳定震荡频率的第一时脉讯号；该程序控制模块内建有一程序可供设定一输出频率并依据该输出频率数字化处理以产生一控制指令；该直接数字频率合成器即依据该控制指令调整该第一时脉讯号，并输出该输出频率的第二时脉讯号。文档编号H03L7/00GK101860350SQ20091013187公开日2010年10月13日申请日期2009年4月8日优先权日2009年4月8日发明者陶德·S.·狄克洛申请人:泰艺电子股份有限公司