采用混合补偿降低振荡器加速度效应的装置与方法

采用混合补偿降低振荡器加速度效应的装置与方法
【专利摘要】本发明公开了一种可降低振荡器加速度效应的装置与方法，目的是提出一种采用机械补偿与实时补偿结合的降低加速度效应的装置和方法。本发明装置由振荡器、加速度传感器、加速度补偿电路、弹性支撑和金属外壳组成。弹性支撑是具有弹性且在0-100g加速度情况下可产生变形且可自恢复的支撑件；方法是由弹性支撑降低高频振动，由加速度补偿电路实时产生补偿电压施加给振荡器，抵消由于低频振动造成的频率变化。本发明可有效减小2～2KHz振动对于振荡器输出性能的影响，使振荡器更好地降低加速度效应。
【专利说明】采用混合补偿降低振荡器加速度效应的装置与方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及对振荡器进行振动补偿的装置和方法，应用于高精度的频率控制场合，如航空、航天及各种振动场合的精密电子设备。。

【背景技术】
[0002]振荡器如恒温晶体振荡器、原子频率标准等均包含石英晶体。由于石英晶体对加速度敏感，在振动环境下石英晶体参数改变，导致输出频率改变，相位噪声增加，降低了电子设备的性能。
[0003]目前人们在机械结构上作了研究，在机械上采取各种缓冲技术，降低振动对振荡器的影响。然而机械上的缓冲仅对高频振动(一般指100HZ以上的振动)有效，对于低频的振动则效果较差。此外振荡器承受恒定的加速度则采用机械缓冲无法解决，如振荡器上下翻转时由于重力加速度导致的频率变化，该频率变化无法采用机械缓冲方式来补偿。并且机械上的缓冲措施增大设备体积和重量，不利于小型化。文献[I](科学仪器评论，第83卷第6期，2012年6月的论文采用实时数字补偿降低石英谐振器的加速度效应)介绍了利用实时数字补偿降低石英晶体振荡器加速度效应的方法，由于实时补偿需要检测到加速度再产生电压去补偿，延时不可避免，因此实时补偿主要对低于300HZ的振动有效。由于机载、弹载环境的振动频段一般在2?2KHz，机械缓冲主要对100Hz-2KHz频段内的振动有效，而文献[I]公布的补偿方法主要对300Hz以下的振动有效，因此目前没有一种方法可以覆盖全部振动频段。如何既降低2-lOOHz的振动对于振荡器的影响，又降低100-2KHZ的振动对于振荡器的影响，是本领域技术人员长期以来研究的重要课题。


【发明内容】

[0004]本发明要解决的技术问题是提出一种采用机械补偿与实时补偿结合的降低加速度效应的装置和方法，可有效减小2?2KHz振动对于振荡器输出性能的影响，使得采用振荡器作为本地频率标准的电子设备不因为振动而降低其工作性能。
[0005]本发明技术方案是:
本发明可降低振荡器加速度效应的装置由振荡器、加速度传感器、加速度补偿电路、弹性支撑和金属外壳组成。加速度传感器与振荡器刚性连接在一起构成振荡器固件，加速度传感器实时检测振荡器承受的加速度；加速度传感器与加速度补偿电路电连接，将加速度值送给加速度补偿电路；加速度补偿电路与振荡器的压控输入端电连接，加速度补偿电路实时产生的补偿电压施加在振荡器的压控输入端。弹性支撑将振荡器和加速度传感器组成的振荡器固件固定在金属外壳上，弹性支撑是一种具有弹性且在O-1OOg加速度情况下可产生变形且可自恢复的支撑件(如钢丝绳、橡胶垫、弹簧、海棉)，可以隔离部分金属外壳承受的机械振动，g为重力加速度。
[0006]采用本发明可以达到以下技术效果:
本发明装置既可以隔离高频振动，又可以对低频振动进行实时补偿，降低了振荡器在2-2KHz频段的振动效应。由于弹性支撑主要针对高频振动进行设计，因此体积尺寸较小。加速度传感器可以采用微机电MEMS传感器，加速度补偿控制电路可采用集成度高的器件，因此整个装置可以封装在一个金属外壳内。在经受振动时，装置可自行降低加速度效应，无需外界干预。
[0007]采用本发明所述方法，加速度传感器实时检测振荡器承受加速度，加速度补偿电路实时产生补偿电压施加在振荡器的压控端，抵消由于振动造成的频率变化。弹性支撑则降低了高频振动，而在低频振动时，实时补偿具有较好的补偿效果。因此综合而言，两种方法的结合将使振荡器获得更好的降低加速度效应的效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1为本发明装置的总体结构图；
图2为图1中加速度补偿电路的逻辑结构图；
图3为采用三个单轴加速度传感器的模拟补偿电路；
图4为采用一个单轴加速度传感器的模拟补偿电路；
图5为采用一个三轴加速度传感器的模拟补偿电路；

【具体实施方式】
[0009]装置结构如图1所示，装置由振荡器、加速度传感器、加速度补偿控制电路、弹性支撑和金属外壳组成。振荡器是可以在静态下产生稳定输出频率的模块，可以是石英晶体构成的振荡电路，也可是利用原子能级阶跃的原子钟，具有X，y, Z三个轴；加速度传感器实时检测振荡器承受的加速度；加速度补偿电路实时产生补偿电压；弹性支撑降低金属外壳带来的振动。
[0010]加速度传感器根据装置实际的振动工况进行选择，可以采用MEMS微机电加速度传感器。根据装置的实际振动工况获知装置实际承受的最大加速度。加速度传感器的量程应高于装置实际承受的最大加速度。加速度传感器的分辨率应低于加速度传感器量程的千分之一。如某飞行器工作时最大加速度为30g，则加速度传感器量程应大于30g，分辨率应小于0.03g。根据实际情况，如需对振荡器的三轴方向加速度补偿进行补偿，则需采用三轴加速度传感器，也可采用三个单轴加速度传感器安装在三个相互垂直方向；如仅需对某一方向进行补偿，则采用单轴加速度传感器。加速度传感器可以采用微机电MEMS传感器，加速度传感器与振荡器之间刚性连接，构成振荡器固件。
[0011]加速度传感器的输出端与加速度实时补偿电路具有电连接，该连接为一种信号连接接口(如导线、电缆、P C B板电连接皆可)。加速度传感器实时检测振荡器承受的加速度，将加速度值通过数据通信接口送给加速度补偿电路。加速度补偿电路与振荡器的压控输入端具有电连接，该连接为一种电信号连接接口(如导线、电缆、P C B板电连接皆可)，加速度补偿电路产生的补偿电压施加在振荡器的压控输入端上。
[0012]金属外壳由主体和盖子组成。主体是开口结构,具有底面和多个侧面。盖子与底面形状相同，可嵌入主体密封。金属外壳为密封结构，防止外界的电磁干扰。振荡器固件、弹性支撑置于金属外壳内，弹性支撑与外壳相接触，振荡器与弹性支撑接触，振荡器固件与外壳不直接接触。
[0013]弹性支撑是一种具有弹性且在O-1OOg加速度情况下可产生变形且可自恢复的支撑件(如钢丝绳、橡胶垫、弹簧、海棉、泡沫)，可以隔离部分金属外壳承受的机械振动，g为重力加速度，即为9.8N/kg。若弹性支撑为具有两端固定的结构，如钢丝绳\橡胶垫\弹簧，则一端固定在金属外壳上，另一端固定在振荡器固件上。若弹性支撑为填充物，则填充在金属外壳与振荡器固件之间的空间里。
[0014]图2为加速度补偿电路的一种数字控制实现方式。采用数字控制方式实现的加速度补偿电路由I个数据流转换模块、3个异常值筛选模块、3个正负判定模块、3个负值处理模块、3个乘法器、I个寄存器、2个加法器、I个数模转换模块组成。数据流转换模块通过数据通信接口与加速度传感器相连，从加速度传感器获得当前振荡器承受的加速度。数据流转换模块对获得的加速度进行同步判读，加速度传感器具有确定的数据协议，根据该数据协议得到X，y, z轴加速度数据，将X，y, z轴加速度数据进行正负判定，若为负值则由负值处理转换为负整数形式，分别传输给第一异常值筛选模块、第二异常值筛选模块、第三异常值筛选模块。
[0015]3个异常值筛选模块结构一样。第一异常值筛选模块对X轴加速度的变化率进行检测，当检测到X轴加速度变化率超过实际工况最大加速度变化率的1.4倍，则剔除此次检测的X轴加速度值，仍保持原有的X轴加速度值。第二异常值筛选模块根据约定的时序，对I轴加速度的变化率进行检测，当检测到I轴加速度变化率超过实际工况最大加速度变化率的1.4倍，则剔除此次检测的y轴加速度值，仍保持原有的y轴加速度值。第三异常值筛选模块根据约定的时序，对z轴加速度的变化率进行检测，当检测到z轴加速度变化率超过实际工况最大加速度变化率的1.4倍，则剔除此次检测的z轴加速度值，仍保持原有的z轴加速度值。
[0016]寄存器存储了 x，y，z三轴的三个加权值，每个加权值由两个整数的商表示，两个整数分别为被除数和除数，其中被除数为大于O的正整数，除数为2的正整数次幂。因此寄存器中共存储了 6个整数即X轴加权值被除数、X轴加权值除数、y轴加权值被除数、y轴加权值除数、z轴加权值被除数、z轴加权值除数。寄存器与3个乘法器和除法器相连。加权值的确定如下:设振荡器在某轴加速度敏感系数为ag,振荡器的电压控制系数为av, vmax为模数转换器的满量程，则加权值等于ag*vmax/av。
[0017]3个乘法器均与寄存器相连，第一乘法器和第一异常值筛选模块、第一除法器相连，第二乘法器和第二异常值筛选模块、第二除法器相连，第三乘法器和第三异常值筛选模块、第三除法器相连。乘法器实现异常值筛选模块的输出与寄存器存储的被除数相乘。第一乘法器将从第一异常值筛选模块接收的X轴加速度值与寄存器中的X轴加权值被除数相乘，得到的积送给第一除法器；第二乘法器将从第二异常值筛选模块接收的I轴加速度值与寄存器中的I轴加权值被除数相乘，得到的积送给第二除法器；第三乘法器将从第三异常值筛选模块接收的Z轴加速度值与寄存器中的；z轴加权值被除数相乘，得到的积送给第二除法器。
[0018]3个除法器分别与寄存器和乘法器相连，输出接至第一加法器。除法器实现乘法器的输出与寄存器存储的除数相除。第一除法器将从第一乘法器得到的积与寄存器存储X轴加权值除数相除，得到的商送给第一加法器；第二除法器将从第二乘法器得到的积与寄存器存储的I轴加权值除数相除，得到的商送给第一加法器；第三除法器将从第三乘法器得到的积与寄存器存储的Z轴加权值除数相除，得到的商送给第一加法器；
第一加法器与三个除法器和第二加法器相连，将从三个除法器获得的商进行相加，并将结果送给第二加法器。
[0019]第二加法器实现直流点设置值与第一加法器输出值相加。直流点的设置值是指压控端的直流电压设置值。该设置值的改变会改变振荡器的中心频率。用户根据需要的中心频率确定直流点设置值。
[0020]数模转换模块与第二加法器和振荡器的压控端相连，将从第二加法器传来的数字值转换为模拟电压，将模拟电压送给振荡器的压控输入端。数模转换模块的输出也可以接上电感再输至振荡器的压控输入端，电感为单输入单输出器件，可以是带管脚的也可以是贴片的，可对数模转换的输出进行滤波。
[0021 ] 加速度补偿电路可以采用FPGA实现，其好处在于FPGA严格按时序工作，复杂的计算任务在一个时钟周期即可全部完成，可确保快速完成补偿任务。
[0022]图3为一种模拟电路实现方式。采用模拟电路的实现电路由三个单轴加速度传感器、三个比例运算电路、一个加法器组成。三个单轴加速度传感器分别为X轴、y轴、Z轴加速度传感器，它们相互垂直，与振荡器固连。三个比例运算电路分别为第一、第二、第三比例运算电路，分别与X轴、y轴、z轴加速度传感器相连，实现信号的比例放大或缩小，其比例取值为实测的振荡器在加速度传感器检测方向的加速度敏感系数除以振荡器的电压控制系数。振荡器加速度敏感系数的测量是一个公开的方法。振荡器越敏感，则比例取值越大。三个比例运算电路的输出接至加法器的输入，加法器还接收外部输入电平，加法器的输出接至振荡器的压控输入端。
[0023]图4为一种模拟电路实现方式。采用模拟电路的实现电路由一个单轴加速度传感器、一个比例运算电路、一个加法器组成。单轴加速度传感器与振荡器固连。比例运算电路与加速度传感器相连，实现信号的比例放大或缩小，其比例取值为实测的振荡器在加速度传感器检测方向的加速度敏感系数除以振荡器的电压控制系数。振荡器越敏感，则比例取值越大。比例运算电路的输出接至加法器的输入，加法器还接收外部输入电平，加法器的输出接至振荡器的压控输入端。
[0024]图5为一种模拟电路实现方式。采用模拟电路的实现电路由一个三轴加速度传感器、一个比例运算电路、一个加法器组成。三轴加速度传感器与振荡器固连。比例运算电路与加速度传感器电气上相连，实现信号的比例放大或缩小，其比例取值依据实测的振荡器在加速度传感器三个轴方向上的加速度敏感系数之和。三个方向的加速度敏感系数之和越大，则比例取值越大。比例运算电路的输出接至加法器的输入，加法器还接收外部输入电平，加法器的输出接至振荡器的压控输入端。
[0025]本发明的方法当采用数字补偿电路时包括以下步骤:
第一步,根据振荡器三个方向的加速度敏感系数确定三个加权值。加速度敏感系数越大，则加权值越大。加权值用两个整数的商来表示。三个加权值为6个整数，按X轴加权值被除数、X轴加权值除数、y轴加权值被除数、y轴加权值除数、z轴加权值被除数、z轴加权值除数的顺序存入寄存器。
[0026]第二步，在实际工作过程中，装置的金属外壳承受振动，弹性支撑自身产生形变，使得振荡器固件实际承受的加速度小于金属外壳承受的加速度。
[0027]第三步，加速度传感器实时检测振荡器的加速度，并将加速度值送给加速度补偿电路；
第四步，加速度补偿电路接收加速度传感器的X，y, z轴的加速度(3个值),数据流转换模块提取X、1、z轴加速度值,分别送至第一、第二、第三正负判定模块。
[0028]第五步，第一正负判定模块对X轴加速度值进行正负判定，若是正数，直接送至第一乘法器，若是负数，送至第一负值处理模块，第一负值处理模块对数据进行负值处理，将输出送给第一异常值筛选模块；第二正负判定模块对I轴加速度值进行正负判定，若是正数，直接送至第二乘法器，若是负数，送至第二负值处理模块，第二负值处理模块对数据进行负值处理，将输出送给第二异常值筛选模块；第三正负判定模块对z轴加速度值进行正负判定，若是正数，直接送至第三乘法器，若是负数，送至第三负值处理模块，第三负值处理模块对数据进行负值处理，将输出送给第三异常值筛选模块；
第六步，第一异常值筛选模块对输入数据进行异常值筛选，将结果送给第一乘法器；第二异常值筛选模块对输入数据进行异常值筛选，将结果送给第二乘法器；第三异常值筛选模块对输入数据进行异常值筛选，将结果送给第三乘法器。
[0029]第七步，第一乘法器将异常值筛选后的数据与寄存器中存储的X轴加权值的被除数相乘，将结果送给第一除法器；第二乘法器将异常值筛选后的数据与寄存器中存储的I轴加权值的被除数相乘，将结果送给第二除法器；第三乘法器将异常值筛选后的数据与寄存器中存储的z轴加权值的被除数相乘，将结果送给第三除法器。
[0030]第八步，第一除法器将第一乘法器传来的结果与寄存器中存储的X轴加权值的除数相除，将结果送至第一加法器；第二除法器将第二乘法器传来的结果与寄存器中存储的y轴加权值的除数相除，将结果送至第一加法器；第三除法器将第三乘法器传来的结果与寄存器中存储的z轴加权值的除数相除，将结果送至第一加法器。
[0031]第九步，第一加法器对三个除法器的输出进行相加，将结果送至第二加法器。
[0032]第十步，第二加法器将第一加法器传来的结果与直流点设置值进行相加，将结果送至数模转换模块。
[0033]第十一步，数模转换模块对第二加法器的输出进行数模转换，得到对应的模拟电压，并将模拟电压施加在振荡器的压控输入端，使振荡器输出频率产生与振动效应相反的变化，从而降低振动对振荡器输出频率的影响。
[0034]本发明的方法当采用模拟补偿电路时包括以下步骤:
第一步，根据振荡器的加速度敏感系数确定比例运算电路的取值。加速度敏感系数越大，则比例取值越大。
[0035]第二步，在实际工作过程中，装置的金属外壳承受振动，弹性支撑自身产生形变，使得振荡器固件实际承受的加速度小于金属外壳承受的加速度。
[0036]第三步，加速度传感器实时检测振荡器的加速度，并将加速度值送给比例运算电路。
[0037]第四步，比例运算电路输出电压至加法器，加法器产生的输出电压施加在振荡器的压控输入端，使振荡器输出频率产生与振动效应相反的变化，从而降低振动对振荡器输出频率的影响。
[0038]综上所述，本发明提出了一种可降低振荡器加速度效应的方法与装置，可有效减少振荡器的加速度效应，降低振荡器振动条件下相位噪声的恶化程度，具有很强的实用性和广阔的应用前景。
[0039]尽管本发明的内容已经作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改与替代都将是显而易见的。因此本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种可降低振荡器加速度效应的装置，其特征在于可降低振荡器加速度效应的装置由振荡器、加速度传感器、加速度补偿控制电路、弹性支撑和金属外壳组成； 振荡器是可以在静态下产生稳定输出频率的模块，具有X，y, Z三轴； 根据实际情况，如需对振荡器的三轴进行补偿，则加速度传感器采用三个单轴加速度传感器或一个三轴加速度传感器，采用三个单轴加速度传感器时三个单轴加速度传感器相互垂直；若仅需对某一方向进行补偿，则采用一个单轴加速度传感器；加速度传感器可以采用微机电MEMS传感器；加速度传感器与振荡器之间刚性连接，构成振荡器固件；加速度传感器的输出端与加速度实时补偿电路连接；加速度传感器实时检测振荡器承受的加速度，将加速度值送给加速度补偿电路； 金属外壳为密封结构，由主体和盖子组成；主体是开口结构，具有底面和侧面；盖子与底面形状相同，嵌入主体密封；振荡器固件、弹性支撑/置于金属外壳内，弹性支撑与外壳相接触，振荡器与弹性支撑接触，振荡器固件与外壳不直接接触； 弹性支撑是一种具有弹性且在O-1OOg加速度情况下可产生变形且可自恢复的支撑件，g为重力加速度，即为9.8N/kg ； 加速度补偿电路与振荡器的压控输入端具有电相连，加速度补偿电路产生的补偿电压施加在振荡器的压控输入端上；加速度补偿电路可采用数字补偿电路，也可采用模拟补偿电路。
2.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置，其特征在于其所述的数字补偿电路由I个数据流转换模块、3个异常值筛选模块、3个正负判定模块、3个负值处理模块、3个乘法器、I个寄存器、2个加法器、I个数模转换模块组成； 数据流转换模块通过数据通信接口与加速度传感器相连，从加速度传感器获得当前振荡器承受的加速度；数据流转换模块对获得的加速度进行同步判读，根据加速度传感器自带的数据协议得到X，Y, Z轴加速度数据，将X，y, Z轴加速度数据进行正负判定，若为负值则由负值处理转换为负整数形式，分别传输给第一异常值筛选模块、第二异常值筛选模块、第三异常值筛选模块； 3个异常值筛选模块结构一样；第一异常值筛选模块对X轴加速度的变化率进行检测，当检测到X轴加速度变化率超过实际工况最大加速度变化率的1.4倍，则剔除此次检测的X轴加速度值，仍保持原有的X轴加速度值；第二异常值筛选模块根据约定的时序，对y轴加速度的变化率进行检测，当检测到y轴加速度变化率超过实际工况最大加速度变化率的1.4倍，则剔除此次检测的y轴加速度值，仍保持原有的y轴加速度值；第三异常值筛选模块根据约定的时序，对z轴加速度的变化率进行检测，当检测到z轴加速度变化率超过实际工况最大加速度变化率的1.4倍，则剔除此次检测的z轴加速度值，仍保持原有的z轴加速度值； 寄存器存储X，y，Z三轴的三个加权值，每个加权值由两个整数的商表示，两个整数分别为被除数和除数，被除数为大于O的正整数，除数为2的整数次幂；寄存器中共存储了 6个整数，即X轴加权值被除数、X轴加权值除数、y轴加权值被除数、y轴加权值除数、z轴加权值被除数、z轴加权值除数；寄存器与3个乘法器和除法器相连； 3个乘法器均与寄存器相连，第一乘法器和第一异常值筛选模块、第一除法器相连，第二乘法器和第二异常值筛选模块、第二除法器相连，第三乘法器和第三异常值筛选模块、第三除法器相连；第一乘法器将从第一异常值筛选模块接收的X轴加速度值与寄存器中的X轴加权值被除数相乘，得到的积送给第一除法器；第二乘法器将从第二异常值筛选模块接收的y轴加速度值与寄存器中的y轴加权值被除数相乘，得到的积送给第二除法器；第三乘法器将从第三异常值筛选模块接收的z轴加速度值与寄存器中的z轴加权值被除数相乘，得到的积送给第三除法器； 3个除法器分别与寄存器和乘法器相连，输出接至第一加法器；第一除法器将从第一乘法器得到的积与寄存器存储的X轴加权值除数相除，得到的商送给第一加法器；第二除法器将从第二乘法器得到的积与寄存器存储的y轴加权值除数相除，得到的商送给第一加法器；第三除法器将从第三乘法器得到的积与寄存器存储的X轴加权值除数相除，得到的商送给第一加法器； 第一加法器与三个除法器和第二加法器相连，将从三个除法器的获得的商进行相加，并将结果送给第二加法器； 第二加法器实现直流点设置值与第一加法器输出值相加，直流点设置值由用户设定； 数模转换模块与第二加法器和振荡器的压控端相连，将从第二加法器传来的数字值转换为模拟电压，将模拟电压送给振荡器的压控输入端。
3.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置，其特征在于所述采用模拟电路的实现由三个单轴加速度传感器、三个比例运算电路、一个加法器组成；三个单轴加速度传感器它们相互垂直，与振荡器刚性连接；三个比例运算电路分别与X轴、y轴、z轴加速度传感器相连；三个比例运算电路的输出接至加法器的输入，加法器还接收外部输入电平，力口法器的输出接至振荡器的压控输入端。
4.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置，其特征在于所述采用模拟电路的实现由一个单轴加速度传感器、一个比例运算电路、一个加法器组成；单轴加速度传感器与振荡器刚性接连；比例运算电路与单轴加速度传感器相连；比例运算电路的输出接至加法器的输入，加法器还接收外部输入电平，加法器的输出接至振荡器的压控输入端。
5.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置，其特征在于所述采用模拟电路的实现由一个三轴加速度传感器、一个比例运算电路、一个加法器组成；三轴加速度传感器与振荡器固连；比例运算电路与单轴加速度传感器相连；比例运算电路的输出接至加法器的输入，加法器还接收外部输入电平，加法器的输出接至振荡器的压控输入端。
6.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置，其特征在于所述加速度传感器的量程应高于装置实际承受的最大加速度，装置实际承受的最大加速度根据装置的实际振动工况获知。
7.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置，其特征在于所述加速度传感器输出端与加速度实时补偿电路的信号连接接口为导线、电缆或P C B板电连接。
8.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置，其特征在于所述加速度实时补偿电路与振荡器的压控输入端的电信号连接接口为导线、电缆或P C B板电连接。
9.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置，其特征在于所述弹性支撑为钢丝绳、橡胶垫、弹簧、海棉、泡沫中的任意一种，若弹性支撑为钢丝绳或橡胶垫或弹簧，则弹性支撑是具有两端固定的结构，一端固定在金属外壳上，另一端固定在振荡器固件上；若弹性支撑为海棉或泡沫，则填充在金属外壳与振荡器固件之间的空间里。
10.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置来降低振荡器加速度效应的方法，当采用数字补偿电路实现时其特征在于包括以下步骤: 第一步，根据经验值设定三个加权值，三个加权值为6个整数，按X轴加权值被除数、X轴加权值除数、y轴加权值被除数、y轴加权值除数、z轴加权值被除数、z轴加权值除数的顺序存入寄存器； 第二步，装置的金属外壳承受振动，弹性支撑自身产生形变，使得振荡器固件实际承受的加速度小于金属外壳承受的加速度； 第三步，加速度传感器实时检测振荡器的加速度，并将加速度值送给加速度补偿电路； 第四步，加速度补偿电路接收加速度传感器的X，Y, z轴的加速度，数据流转换模块根据加速度传感器输出的数据协议提取X、1、Z轴加速度值，分别送至第一、第二、第三正负判定模块； 第五步，第一正负判定模块对X轴加速度值进行正负判定，若是正数，直接送至第一乘法器，若是负数，送至第一负值处理模块，第一负值处理模块对数据进行负值处理，将输出送给第一异常值筛选模块；第二正负判定模块对I轴加速度值进行正负判定，若是正数，直接送至第二乘法器，若是负数，送至第二负值处理模块，第二负值处理模块对数据进行负值处理，将输出送给第二异常值筛选模块；第三正负判定模块对Z轴加速度值进行正负判定，若是正数，直接送至第三乘法器，若是负数，送至第三负值处理模块，第三负值处理模块对数据进行负值处理，将输出送给第三异常值筛选模块； 第六步，第一异常值筛选模块对输入数据进行异常值筛选，将结果送给第一乘法器；第二异常值筛选模块对输入数据进行异常值筛选，将结果送给第二乘法器；第三异常值筛选模块对输入数据进行异常值筛选，将结果送给第三乘法器； 第七步，第一乘法器将异常值筛选后的数据与寄存器中存储的X轴加权值的被除数相乘，将结果送给第一除法器；第二乘法器将异常值筛选后的数据与寄存器中存储的y轴加权值的被除数相乘，将结果送给第二除法器；第三乘法器将异常值筛选后的数据与寄存器中存储的z轴加权值的被除数相乘，将结果送给第三除法器； 第八步，第一除法器将第一乘法器传来的结果与寄存器中存储的X轴加权值的除数相除，将结果送至第一加法器；第二除法器将第二乘法器传来的结果与寄存器中存储的y轴加权值的除数相除，将结果送至第一加法器；第三除法器将第三乘法器传来的结果与寄存器中存储的z轴加权值的除数相除，将结果送至第一加法器； 第九步，第一加法器对三个除法器的输出进行相加，将结果送至第二加法器； 第十步，第二加法器将第一加法器传来的结果与直流点设置值进行相加，将结果送至数模转换模块； 第十一步，数模转换模块对第二加法器的输出进行数模转换，得到对应的模拟电压，并将模拟电压施加在振荡器的压控输入端。
11.如权利要求1所述的可降低振荡器加速度效应的装置来降低振荡器加速度效应的方法，当采用模拟补偿电路实现时其特征在于包括以下步骤: 第一步，根据振荡器的加速度敏感系数确定比例运算电路的取值；加速度敏感系数越大，则比例取值越大； 第二步，在实际工作过程中，装置的金属外壳承受振动，弹性支撑自身产生形变，使得振荡器固件实际承受的加速度小于金属外壳承受的加速度； 第三步，加速度传感器实时检测振荡器的加速度，并将加速度值送给比例运算电路；第四步，比例运算电路输出电压至加法器，加法器产生的输出电压施加在振荡器的压控输入端，使振荡器输出频率产生与振动效应相反的变化，从而降低振动对振荡器输出频率的影响。
【文档编号】H03B5/04GK104270094SQ201410496965
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】向雪英, 其他发明人请求不公开姓名 申请人:长沙天穹电子科技有限公司