[发明专利]一种外置晶振补偿电容微调的通信系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种外置晶振补偿电容微调的通信系统及其控制方法,包括芯片端、模块板以及测试工装上位机外接晶振，其中,芯片端设计有可调节电容阵列，模块板设计有晶振外接匹配电容，测试工装上位机通过寄存器配置实现晶振电容微调补偿。通过本发明的技术方案，可以通过工装上位机软件微调外部晶振的匹配电容从而保证量产模块出厂时时钟频率的一致性，从而提高模块间的通信质量，提高通信成功率，避免影响数据传输的实时性。通过本发明的这种微调方法，配置外部晶振微调控制寄存器的数值，对外部晶振的匹配电容进行补偿，使量产的模块在出厂时的频率保持一致性，从而保证通信数据的及时性，提高通信成功率。

技术领域

本发明涉及电力模块通信领域，具体而言，特别涉及一种外置晶振补偿电容微调的通信系统及其控制方法。

背景技术

市场上现有的各大厂家的通信模块在出厂的时候没有做晶振频偏一致性调整，要保证出厂模块频偏的一致性只能通过保证所使用的晶振及外部匹配电容为同一批次，但是即使同一批次物料之间也会存在差异，所以这种方式具有很大的不确定性。而且由于板级制造的不同造成的寄生电容也不一样，则同样的电路设计对外部晶振的负载电容的匹配影响也不同，所以即使保证了物料的一致性，匹配偏差依然存在。

而通过本公开的微调方式，对不同的模块进行不同的电容补偿，可以最大程度的保证外部晶振频偏的一致性，同时减少对物料批次影响的依赖性。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种外置晶振补偿电容微调的通信系统及其控制方法，提高量产模块出厂时晶振频偏的一致性，对不同的模块进行不同的电容补偿，可以最大程度的保证外部晶振频偏的一致性，同时减少对物料批次影响的依赖性。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种外置晶振补偿电容微调的通信系统，包括芯片端、模块板以及测试工装上位机外接晶振，其中,

芯片端设计有可调节电容阵列，

模块板设计有晶振外接匹配电容，

测试工装上位机通过寄存器配置实现晶振电容微调补偿。

作为优选方案，可调节电容阵列可配置为多范围容值选择，数量级通常为fF级别。

进一步地,芯片端设计有OSC_IN端和OSC_OUT端，OSC_IN端设计有可调节电容阵列为MOM（Metal-Oxide-Metal）电容。

作为优选方案，模块板设计有晶振外接匹配电容包括CL1和CL2，均为使用高质量的典型值在5pF到25pF的陶瓷电容。

进一步地,模块板设计有晶振外接匹配电容晶振为25MHz，晶振负载电容为8pF，则外接匹配电容可选为9pF，两个匹配电容串联为9/2=4.5pF，另需考虑寄生电容的影响，通常为3~5pF，则匹配电容4.5pF加寄生电容3~5pF达到7.5~9.5pF的范围，可满足负载电容8pF的需求。

作为优选方案，测试工装上位机通过寄存器配置，调整外部晶振的内置补偿电容的大小。

进一步地,寄存器中用1bit设置为外部晶振微调使能位，5bit设置为补偿电容的修正值控制位，其中补偿电容修正值控制位的默认位设为01111，其对应的容值为1.875pF，其修整范围为0fF~3750fF，步进为125fF，即步进为1.2ppm。则通过控制寄存器可调整的最大频偏为3750/125=36ppm，即可调整的范围为0~36ppm。

一种外置晶振补偿电容微调的通信系统及其控制方法,当前所设计的通信模块的晶振频率为25MHz，在模块进行出厂测试时，首先通过模块测试工装的内置频率计，读取模块当前的频率并记录下来是否是25MHz，如果满足25MHz，则不需要进行频率补偿；如果不满足25MHz，则通过配置寄存器增加或减小芯片端内置的可调电容，通过调整匹配电容进而调整晶振的频偏，从而使晶振频率满足25MHz。

本发明由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：