[发明专利]逐次逼近型温度频率校正方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路设计领域，特别涉及温度频率漂移的补偿技术及温度校正字的获取技术。

背景技术

为了确保所有的电子器件都能正常或同步工作，在电子电路设计中提供精确的时钟信号是非常重要的。通常，所述时钟信号是一般可以由晶体振荡器(crystal oscillator)产生的，其中所述晶体振荡器是利用压电材料的振荡晶体的机械谐振来产生一定频率电信号的电子电路。这个频率通常可以用于计时(比如石英手表中)，也可以用于为数字集成电路提供时钟信号，还可以用于稳定无线发射器/接收器的频率。导致时钟信号不同于设计的一个原因在于温度，它可能影响压电材料和晶体振荡器的运作。随着温度的变化，晶体振荡器输出的频率会也会随之变化。事实上，电子设备比如便携式电脑、手机和电子仪表可能被用于各种温度变化的环境中，因此保证这些电子设备在各种温度环境下都能正常无误的工作是非常重要的。

许多现代通信设备比如GPS和GSM系统需要高精度、高稳定的频率来增加其内无线电收发器的灵敏度以及来降低采集/跟踪时间。然而，晶体振荡器的输出频频会随着寿命和温度的变化而发生漂移，并且普通晶体振荡器也不会提供抑制晶体频率随周围温度发生变化的机制。由于苛刻的需求，在没有来自基站的频率调谐支持的蜂窝系统中使用低成本独立晶体振荡器是不可能的。

无线通讯设备或移动电话的频率源包括有数控晶体振荡器(digitallycontrolled crystal oscillator)或温度补偿晶体振荡器(temperature-compensated crystal oscillator)。然而，数控晶体振荡器电路需要在晶体振荡器中引入电容阵列来进行频率校正。这样，使用数控晶体振荡器就变得非常昂贵，尤其对于深亚微米COMS工艺的数控晶体振荡器。此外，通过对数控晶体振荡器中的大量电容的切换来调整晶体振荡器的输出频率很可能会导致频率跳变效应(frequency beating effects)，从而难以满足输出频率稳定性的要求。

此外，所述数控晶体振荡器电路还需要数控输入信号来补偿由温度发生变化引起的频率漂移。现有技术中一般都采用存储一些离散的温度点对应的频率补偿值得方法，即查找表(Look-up table)法。在需要进行温度频率补偿的时候，只需要将当前温度对应的频率补偿值直接取出使用就可以。然而，如果在一些温度点之间频率发生明显跳变，则可能影响到整个系统的补偿效果。对于上述问题，一种解决方法是可以利用在温度间隔间采用插值的方式来克服，但是这将会使硬件设计变的比较复杂并且补偿精度可能会比较差。另一种解决方法是可以减小温度间隔以获得更多温度点对应的频率补偿值，但是这将会增加用于存储频率补偿值的存储器的容量，同时也会增加温度频率的测试点数量。

在现有的温度补偿晶体振荡器(temperature-compensated crystaloscillator)中，自动调温器生成校正电压以保证振荡器频率恒定。这样的压控温度补偿晶体振荡器具有一根据温度成比例产生线性电压的温度传感器、3阶线性函数电压发生器和压控晶体振荡器。将三阶线性函数电压发生器和温度传感器的输出提供给压控晶体振荡器，所述压控晶体振荡器进而可以根据所使用晶体的温度频率特性来进行温度补偿。

然而，这样的压控温度补偿晶体振荡器首先需要一高品质晶体来满足所述三阶线性补偿需要，这样的高品质晶体非常昂贵，尤其是小尺寸的晶体。其次，由于限制了晶体振荡器的最大输出频率，因此也很难保证高频稳定性和精确性。此外，由于很难精确生成微伏级模拟电压，所述压控温度补偿晶体振荡器很难控制小频率的改变(比如，小于1.0赫兹)。

因此，亟待提出一种的存储容量低、补偿精确的温度频率漂移补偿技术及温度校正字获取技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的解决得技术问题之一在于提供一种逐次逼近型温度频率校正装置，其可以对温度频率漂移进行快速、精确的补偿。

本发明的解决得技术问题之二在于提供一种逐次逼近型温度频率校正方法，其可以对温度频率漂移进行快速、精确的补偿。