专利名称：温度补偿方法及晶体振荡器的制作方法
温度补偿方法及晶体振荡器技术领域
本发明实施例涉及电子器件技术领域，并且更具体地，涉及一种温度补偿方法及 晶体振荡器。
背景技术：
现有的一种温度补充振荡器系统方案，由晶体振荡器模块、温度传感器模块、温度 补偿处理模块以及振荡器控制模块组成。其中晶体振荡器模块由振荡器模块和石英晶体 (crystal)组成。
在石英晶体附近的温度传感器模块中，负温度系数的热敏电阻感知温度变化，转 换成电压信号，然后在温度传感器模块中转换成数字信号；数字形式的温度信号输入给温 度补偿模块，温度补偿模块根据晶体振荡器模块的温度-频率曲线，转换成控制信号，和通 信系统需要的自动频率控制信号一起，输入振荡器控制模块，控制晶体振荡器的震荡频率。 由晶体振荡器模块、温度传感器模块、温度补偿处理模块以及振荡器控制模块组成了一个 完整的数字控制晶体振荡器(DCXO )。
现有数字控制晶体振荡器正常工作时，需要保证温度传感器的温度测量值准确， 且温度补偿处理模块中的温度频率曲线正确，这样温度补偿处理模块才能输出正确的频率 补偿值。然而在大规模应用中，各个温度传感器具有离散性，且晶体振荡器的温度频率曲线 也存在离散性，需要对它们进行校准，这种在宽温度范围内的校准对大规模生产时的时间 和生产成本有重大影响。发明内容
本发明实施例提供一种温度补偿方法及晶体振荡器，能够减少温度补偿校准的成 本。
第一方面，提供了一种晶体振荡器，该晶体振荡器包括晶体振荡电路单元、温度 传感器单元、振荡控制单元、相对温度计算单元和温度补偿单元。其中，该温度传感器单元， 用于测量该晶体振荡电路单元的测量温度；该相对温度计算单元，用于获取该测量温度与 基准温度的温度差值，该基准温度为该晶体振荡电路单元在常温下的测量值；温度补偿单 元，用于从温度频率曲线中获取该温度差值对应的温度补偿值；该振荡控制单元，用于根据 通信自适应频率控制AFC装置跟踪的频率和该温度补偿值，生成频率控制信号，并用该频 率控制信号控制该晶体振荡电路单元的振荡频率工作在该通信AFC装置跟踪的频率上。
在第一种可能的实现方式中，结合第一方面，具体实现为该振荡控制单元具体用 于根据该AFC装置跟踪的频率和该温度补偿值对应的频率确定AFC控制值，并根据该AFC 控制值与该温度补偿值生成该频率控制信号。
在第二种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方 式，还包括样本获取单元，用于当该晶体振荡电路单元的振荡频率，稳定工作在该通信 AFC装置跟踪的频率上时，则采集该测量温度或该温度差值作为样本的温度参数，采集该频率控制信号或该通信AFC装置跟踪的频率作为该样本的频率参数；校准单元，用于根据该 样本获取单元多次采集的样本，校准该温度频率曲线的系数。
在第三种可能的实现方式中，结合第一方面的第二种可能的实现方式，具体实现 为该校准单元具体通过最小二乘法对该样本获取单元多次采集的样本进行拟合，以校准 该温度频率曲线的系数。
第二方面，提出了一种温度补偿方法，该方法包括通过温度传感器测量晶体振荡 电路的测量温度；获取该测量温度与基准温度的温度差值，该基准温度为该晶体振荡电路 在常温下的测量值；从温度频率曲线中获取该温度差值对应的温度补偿值；根据通信自适 应频率控制AFC装置跟踪的频率和该温度补偿值，生成频率控制信号，并用该频率控制信 号用于控制晶体振荡电路的振荡频率工作在该通信AFC装置跟踪的频率上。
在第一种可能的实现方式中，结合第二方面，根据通信自适应频率控制AFC装置 跟踪的频率和该温度补偿值生成频率控制信号具体实现为根据该AFC装置跟踪的频率和 该温度补偿值对应的频率确定AFC控制值；根据该AFC控制值与该温度补偿值生成该频率 控制信号。
在第二种可能的实现方式中，结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方 式，该方法还包括如果该晶体振荡电路的振荡频率稳定工作在该通信AFC装置跟踪的频 率上，则采集该测量温度或该温度差值作为样本的温度参数，采集该频率控制信号或该AFC 装置跟踪的频率作为该样本的频率参数；根据多次采集的样本，校准该温度频率曲线的系 数。
在第三种可能的实现方式中，结合第二方面的第二种可能的实现方式，根据多次 采集的样本校准温度频率曲线的系数具体实现为通过最小二乘法对该样本获取单元多次 采集的样本进行拟合，以校准该温度频率曲线的系数。
基于以上技术方案，本发明实施例温度补偿的方法及晶体振荡器，通过获取温度 传感器的测量温度与基准温度的温度差值，并根据温度差值和温度频率曲线的系数确定温 度补偿值以控制晶体振荡电路单元的振荡频率，从而以较低的成本实现一定精度的温度补 偿结果。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中 所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实 施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其他的附图。
图1是本发明实施例晶体振荡器的结构示意图。
图2是本发明实施例温度频率曲线示意图。
图3是本发明实施例温度补偿方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例晶体振荡器100的结构示意图。晶体振荡器100可包括晶体振荡电路单元101、温度传感器单元102、相对温度计算单元103、温度补偿单元104和振荡控制单元105。
温度传感器单元102，可测量晶体振荡电路单元101的测量温度。本发明实施例中，温度传感器的测量温度，可以是一个电压信号，或者是数字信号，代表一个温度值。
相对温度计算单元103，可用于获取该测量温度与基准温度的温度差值。其中，该基准温度为该晶体振荡电路单元在常温下的测量值。本发明实施例所提到的常温， 是指产品线常规测试环境下的温度，具体地，可以是在25。C上下波动的一个范围内的温度，而不是通常意义所指的25° C。例如，可以是20° (Γ30° C。当然，也还可以是更大范围内的一个温度，本发明在此不作限制。
温度补偿单元104，用于从温度频率曲线中获取该温度差值对应的温度补偿值。其中，该温度补偿值为该温度差值所对应的施加在振荡控制单元105的控制信号的控制值。
振荡控制单元105，用于根据通信自适应频率控制AFC装置跟踪的频率和该温度补偿值，生成频率控制信号，并用该频率控制信号用于控制该晶体振荡电路单元101的振荡频率工作在该通信AFC装置跟踪的频率上。
本发明实施例中，晶体振荡器100通过获取温度传感器的测量温度与基准温度的温度差值，并根据该温度差值和温度频率曲线的系数确定温度补偿值以控制晶体振荡电路单元的振荡频率，从而以较低的成本实现一定精度的温度补偿结果。
本发明实施例的晶体振荡器100所采用的技术方案，可以应用于多种晶体振荡器中，例如，数字控制晶体振荡器中、电压控制晶体振荡器等等，本发明在此不作限制。
进一步地，振荡控制单元105具体可根据该AFC装置跟踪的频率和该温度补偿值对应的频率确定AFC控制值，并根据该AFC控制值与该温度补偿值生成该频率控制信号。
本发明实施例中，该AFC控制值根据晶体振荡器类型的不同有不同的表现形式。 例如，在数字控制晶体振荡器中，该AFC控制值可以是一个数值信号；在电压控制晶体振荡器，该AFC控制值可以是一个电压值，等等。虽然AFC控制值的表现形式不同，但用途基本相同，都是用于与温度补偿值一起生成频率控制信号以控制振荡电路的频率。
本发明实施例中，晶体振荡器100的晶体频率与温度的变化关系可用一个温度-频率曲线表示。图2是本发明实施例同一批次20片的标准封装晶体振荡器(SPX0)的测量结果的温度频率曲线示意图。在图2中，以25° C时为基准，测量工作温度范围内的振荡频率变化情况。在图2中，在图2的温度频率曲线中，横轴表示温度，单位为摄氏度(° C)， 纵轴为频率偏差，单位为百万分之一(ppm)。例如，一个IOMHz的频率，偏移2ppm，则表示偏移2Hz。当然，温度频率曲线还有其它的表现形式，例如，横轴表示温度，纵轴表示频率，本发明在此不做限制。
晶体振荡器100的温度频率曲线可以用三次多项式表示，如下所示
FT(T) = ^(r)=a3.(T-Tj +Ol-(T-T0)2 +αΙ·(Τ-Γ0)+αΟJo( I )
其中，1'(|为基准温度，1'为实际温度，&0、&1、&2、&3是多项式的系数。由于晶体以及相关振荡电路的离散性，每个晶体振荡器的多项式的各阶系数都不同。
假设任意一个温度T。，则上述公式可转化为
权利要求
1.一种晶体振荡器，其特征在于，包括晶体振荡电路单元、温度传感器单元、振荡控制单元、相对温度计算单元和温度补偿单元，所述温度传感器单元，用于测量所述晶体振荡电路单元的测量温度；所述相对温度计算单元，用于获取所述测量温度与基准温度的温度差值，所述基准温度为所述晶体振荡电路单元在常温下的测量值；温度补偿单元，用于从温度频率曲线中获取所述温度差值对应的温度补偿值；所述振荡控制单元，用于根据通信自适应频率控制AFC装置跟踪的频率和所述温度补偿值，生成频率控制信号，并用所述频率控制信号控制所述晶体振荡电路单元的振荡频率工作在所述通信AFC装置跟踪的频率上。
2.如权利要求1所述的晶体振荡器，其特征在于，所述振荡控制单元具体用于根据所述AFC装置跟踪的频率和所述温度补偿值对应的频率确定AFC控制值，并根据所述AFC控制值与所述温度补偿值生成所述频率控制信号。
3.如权利要求1或2所述的晶体振荡器，其特征在于，还包括样本获取单元，用于当所述晶体振荡电路单元的振荡频率，稳定工作在所述通信AFC 装置跟踪的频率上时，则采集所述测量温度或所述温度差值作为样本的温度参数，采集所述频率控制信号或所述通信AFC装置跟踪的频率作为所述样本的频率参数；校准单元，用于根据所述样本获取单元多次采集的样本，校准所述温度频率曲线的系数。
4.如权利要求3所述的晶体振荡器，其特征在于，包括所述校准单元通过最小二乘法对所述样本获取单元多次采集的样本进行拟合，以校准所述温度频率曲线的系数。
5.—种温度补偿方法,其特征在于,包括通过温度传感器测量晶体振荡电路的测量温度；获取所述测量温度与基准温度的温度差值，所述基准温度为所述晶体振荡电路在常温下的测量值；从温度频率曲线中获取所述温度差值对应的温度补偿值；根据通信自适应频率控制AFC装置跟踪的频率和所述温度补偿值，生成频率控制信号，并用所述频率控制信号用于控制晶体振荡电路的振荡频率工作在所述通信AFC装置跟踪的频率上。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据通信自适应频率控制AFC装置跟踪的频率和所述温度补偿值，生成频率控制信号包括根据所述AFC装置跟踪的频率和所述温度补偿值对应的频率确定AFC控制值；根据所述AFC控制值与所述温度补偿值生成所述频率控制信号。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，还包括如果所述晶体振荡电路的振荡频率稳定工作在所述通信AFC装置跟踪的频率上，则采集所述测量温度或所述温度差值作为样本的温度参数，采集所述频率控制信号或所述AFC 装置跟踪的频率作为所述样本的频率参数；根据多次采集的样本，校准所述温度频率曲线的系数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据多次采集的样本校准温度频率曲线的系数包括 通过最小二乘法对所述样本获取单元多次采集的样本进行拟合，以校准所述温度频率曲线的系数。
全文摘要
本发明实施例提供了一种温度补偿方法及晶体振荡器，该晶体振荡器包括晶体振荡电路单元、温度传感器单元、振荡控制单元、相对温度计算单元和温度补偿单元。温度传感器单元，测量晶体振荡电路单元的测量温度；相对温度计算单元，获取测量温度与基准温度的温度差值；温度补偿单元，从温度频率曲线中获取温度差值对应的温度补偿值；振荡控制单元，根据通信AFC装置跟踪的频率和温度补偿值生成频率控制信号以控制晶体振荡电路单元的频率工作在该跟踪频率上。本发明实施例中，通过获取测量温度与基准温度的温度差值，并根据温度差值和温度频率曲线的系数确定温度补偿值以控制晶体振荡电路单元的频率，从而以较低的成本获得较好的温度补偿结果。
文档编号H03B5/32GK103001583SQ201210548130
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者张强 申请人:华为技术有限公司