专利名称：一种温度补偿式晶体振荡器及其通讯方法
技术领域：
本发明涉及一种温度补偿式晶体振荡器，尤其是一种温度补偿式晶体振荡器及其 通讯方法。
背景技术：
温度补偿式晶体振荡器(TCXO)由一个晶体和一颗芯片组成。在芯片的内部有一 系列可控制的电容或是电容二极管和放大器电路，再外加一个晶体就组成一个有效的振荡 回路，振荡器的频率就是由振荡回路的谐振频率所决定。芯片内部的温度感应器用来侦测 晶体周围的温度变化。基于这个温度，芯片可以根据储存在其内部振荡回路的可查询性能 标准，通过电容的排列来增加或是减少电容量。另一种方式是，芯片可以根据储存在其内部 振荡回路的可查询性能标准，来调节振荡回路中的变容二极管。图1 (现有技术)是举例说 明现有技术的标准PAD功能。如图1所示，最上面的2个PAD用来连接晶体。其他一些PAD ⑶口 VDD和GND)需要给TCXO芯片提供电源。Q是振荡器的时钟输出PAD。AFC是控制频率 的输入PAD，此PAD用来微调TCXO输出的频率。一个串行时钟端口(SCK)连接到TCXO芯片 内部的时钟，用来同步数据的传送。一个串行数据端口(SI/S0)用于读写数据到芯片内部。 总的来说TCXO是作为一种精准的操作频率器件。一旦频率被确定，那么TCXO芯片为了达 到所需要的精准度在整个-40到85度的温度范围之内都需要校准。外部的校准系统将放 入一整套的标准参数到芯片内的EEPROM中或是其他类型的可重复读写的ROM中，这可以打 开或是关闭一系列的电容或是调整电容二极管的电压为了适应不同的温度，再在Q端检测 TQCO的输出频率。芯片内温度感应器的每个温度点就是这样被测量和记录。一个串行时钟 端口(SCK)和一个串行数据端口(SI/S0)被用来与TCXO芯片实现通讯控制可调整的参数。 最终校准的数据被写入芯片内的EEPROM或是其他类型的可重复读写的ROM中，作为一份查 表数据，从而完成校准的步骤。如上所述的温度校准过程，所以之前的技术TQCO芯片最少 需要8个PAD。为了得到8个或是更多PAD的振荡器陶瓷底座，振荡器制造商必须订做底 座。所以这种底座很昂贵而且订做周期会很久。
发明内容
本发明目的是提供一种可以用6个或以下的PIN脚进行通讯的温度补偿式晶体 振荡器的通讯方法。本发明的技术方案是一种温度补偿式晶体振荡器，包括IC芯片，晶体振荡片，底 座和金属盖，所述IC芯片位于底座上，所述晶体振荡片位于IC芯片上并用所述金属盖覆 盖，其特征在于，所述温度补偿式晶体振荡器的端口数不大于6个。进一步的，所述IC芯片内建有可以在温度校正过程中读出振荡器内的频率的频 率计数器。进一步的，所述温度补偿式晶体振荡器的端口数为4个。进一步的，所述4个端口分别为AFC端、VDD端、GND端和Q端。
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一种温度补偿式晶体振荡器的通讯方法，其特征在于，将芯片的端口一作为通讯 协议中的时钟讯号；端口二作为通讯协议中的数据讯号，实现温度补偿；通讯完成后，端口 二端被切换成输出，用于固定输出所需的频率。进一步的，将芯片的AFC端作为通讯协议中的时钟讯号；Q端作为通讯协议中的数 据讯号，实现温度补偿；通讯完成后，Q端被切换成输出，用于固定输出所需的频率。进一步的，用VDD端替代AFC端作为通讯协议中的时钟讯号。进一步的，所述AFC端和Q端，在芯片第一次上电时，皆为输入状态，通过通讯协 议把温度补偿数据输入到振荡器核心电路中，从核心电路中得到的反馈信号经过频率计数 器的计算，把结果从Q端输出，来比对结果是否正确，经过多次的调整比对，把最终的结果 锁存在振荡器核心电路里面，达到温度补偿的目的；温度补偿调节完成以后，再通过通讯协 议，输入到振荡器核心电路中，核心电路产生信号把输入输出控制器切换成为输出状态，Q 端从频率输出电路中输出时钟信号。本发明的优点是
由于采用只使用6个以下的PIN脚来实现通讯的方式，使得PIN脚的底座可以适用通 用型的底座，从而不需要订做底座，降低了生产的成本，提高了生产的效率。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述 图1为一种现有的温度补偿式晶体振荡器的通讯方式。图2为本发明的的温度补偿式晶体振荡器的通讯方式。图3为本发明的温度补偿式晶体振荡器的通讯方式。图4为本发明的温度补偿式晶体振荡器的通讯电路图。图5为本发明的温度补偿式晶体振荡器的芯片输入输出控制电路图。图6为本发明的温度补偿式晶体振荡器的芯片输入输出控制电路控制程序流程 图。
具体实施例方式实施例一如图2所示，SCK和AFC端结合在一起为DFR (数字频率读写器)提供 参考时钟同时这个时钟也作为通讯的数据线。SI/S0和Q结合在一起为数据的输入输出提 供数据端口。TCXO的频率是通过芯片内的DFR来测量，这样的话TCXO的输出频率没有连接 到Q端，所以不能通过外部诸如温度校准系统中的频率计数器等的设备来量测。这样的方 法需要6个PIN脚的通讯方式来实现温度补偿。实施例二 如图3，图4所示，AFC和Q这两个PAD，AFC作为通讯协议中的时钟讯 号，Q端作为通讯协议中的数据讯号数，实现温度补偿。通讯完成后Q端被切换成输出，固 定输出所需的频率。AFC和Q，在芯片第一次上电时，皆为输入状态，通过通讯协议把温度补 偿数据输入到振荡器核心电路中，从核心电路中得到的反馈信号经过频率计数器的计算， 把结果从Q端输出，来比对结果是否正确。以这种方式经过多次的调整比对，把最终的结果 锁存在振荡器核心电路里面，达到温度补偿的目的。温度补偿调节完成以后，再通过特定的 通讯协议，输入到振荡器核心电路中，核心电路产生信号把输入输出控制器切换成为输出状态。Q端从频率输出电路中输出时钟信号。如图5，图6所示，工作状态时，首先IC上电。 IC上电后控制信号1关闭信号1的通道并启动上拉电阻，控制信号2关闭信号3的通道，Q 端处于输入状态。然后Q端和AFC端通过通讯协议，对振荡器核心电路的寄存器进行温度 补偿设定。当温度补偿寄存器设定完成后，控制信号2打开，Q端不再输入信号并处于输出 状态，把信号3输出到Q端，用来检验温度补偿设定是否正确，如果不正确，返回上一步，继 续进行补偿设定，直至所有温度补偿寄存器都设定完毕。所有温度补偿寄存器都设定完成 后，控制信号2关闭，Q端不再输出信号3的波形，控制信号1打开Q端固定输出信号1的 时钟讯号并把上拉电阻关闭。 以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能 因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范 围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求。
权利要求
1.一种温度补偿式晶体振荡器，包括IC芯片，晶体振荡片，底座和金属盖，所述IC芯片 位于底座上，所述晶体振荡片位于IC芯片上并用所述金属盖覆盖，其特征在于，所述温度 补偿式晶体振荡器的端口数不大于6个。
2.根据权利要求1所述的温度补偿式晶体振荡器，其特征在于，所述IC芯片内建有可 以在温度校正过程中读出振荡器内的频率的频率计数器。
3.根据权利要求2所述的温度补偿式晶体振荡器，其特征在于，所述温度补偿式晶体 振荡器的端口数为4个。
4.根据权利要求3所述的温度补偿式晶体振荡器，其特征在于，所述4个端口分别为 AFC端、VDD端、GND端和Q端。
5.一种温度补偿式晶体振荡器的通讯方法，其特征在于，将芯片的端口一作为通讯协 议中的时钟讯号；端口二作为通讯协议中的数据讯号，实现温度补偿；通讯完成后，端口二 端被切换成输出，用于固定输出所需的频率。
6.6.根据权利要求5所述的温度补偿式晶体振荡器的通讯方法，其特征在于，将芯片 的AFC端作为通讯协议中的时钟讯号；Q端作为通讯协议中的数据讯号，实现温度补偿；通 讯完成后，Q端被切换成输出，用于固定输出所需的频率。
7.根据权利要求6所述的温度补偿式晶体振荡器的通讯方法，其特征在于，用VDD端替 代AFC端作为通讯协议中的时钟讯号。
8.根据权利要求5所述的温度补偿式晶体振荡器的通讯方法，其特征在于，所述AFC端 和Q端，在芯片第一次上电时，皆为输入状态，通过通讯协议把温度补偿数据输入到振荡器 核心电路中，从核心电路中得到的反馈信号经过频率计数器的计算，把结果从Q端输出，来 比对结果是否正确，经过多次的调整比对，把最终的结果锁存在振荡器核心电路里面，达到 温度补偿的目的；温度补偿调节完成以后，再通过通讯协议，输入到振荡器核心电路中，核 心电路产生信号把输入输出控制器切换成为输出状态，Q端从频率输出电路中输出时钟信 号。
全文摘要
本发明公开了一种温度补偿式晶体振荡器及其通讯方法，其特征在于，将芯片的AFC端作为通讯协议中的时钟讯号；Q端作为通讯协议中的数据讯号，实现温度补偿；通讯完成后，Q端被切换成输出，用于固定输出所需的频率。本发明可以用6个以下的PIN脚进行通讯的温度补偿式晶体振荡器的通讯。由于采用只使用6个以下的PIN脚来实现通讯的方式，使得PIN脚的底座可以适用通用型的底座，从而不需要订做底座，降低了生产的成本，提高了生产的效率。
文档编号H03L1/02GK102130680SQ201110078899
公开日2011年7月20日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者刘斌, 张达泉, 王树一, 陈克恭 申请人:苏州麦格芯微电子有限公司