CN102281057A - 频率校正锁定装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种频率校正锁定装置与方法，用于接收外部的精确时序信号，以将一通过电压来控制振荡频率的可调式振荡器校正锁定至一预定频率，该装置包含处理单元与频率调整单元。该处理单元用于比较该振荡频率与该精确时序频率信号以产生频率误差值，并对应该频率误差值产生校正讯号，而该频率调整单元再根据该校正讯号与该内部振荡频率比较的结果，产生锁定电压用以该外部可调式振荡器的该振荡频率校正锁定至该预定频率。故通过本发明的频率校正锁定装置与方法，可在不需要使用精确振荡器的情形下，仍可使得该外部可调式振荡器产生精确的振荡频率输出。

Description

频率校正锁定装置与方法

技术领域

本发明涉及一种频率校正锁定装置与方法，尤其涉及一种锁定校正一外部可调式振荡器以产生固定频率输出的装置与方法。

背景技术

现有技术中，为使两个装置或系统之间的信号相互进行沟通，则两个装置或系统必需先取得一个共同的频率(或称信号)方才得以进行信号沟通，例如：第3代移动通讯中的WCDMA在蜂巢式电话(cell phone)与基地台(basestation)之间采用19.2MHz的同步频率，以作为蜂巢式电话与基地台之间装置/系统切换的同步频率，且为了能够精确地达到同步地进行切换的目的，该同步频率需要严格地被要求达到精确且毫无偏差的精准度。

一般而言，有数种解决上述问题的方法，其一可使用非常精确的频率振荡产生器分别地产生与提供蜂巢式电话与基地台于系统切换时所需精确的同步频率，其二可特别使用具有内嵌网络时间协议(NTP)或精确时间协议(PTP)时戳(TimeStamp)的处理器，使得该处理器可通过网络的标准时间来确认误差值，再经由软件调整振荡产生器，用以确保该频率振荡产生器产生固定的同步频率，如图1所示。于图1中，特别具有内嵌时戳12的处理器10接收来自网络时间服务器NTS的时间信号，再经由该处理器10内部的一算法，进行分析该时间信号而用以设定锁相回路(Phase Locked Loop，PLL)14，并再经由锁相回路14再次调整石英振荡器16，反复地将该石英振荡器16的频率与内部振荡器18的频率回传至该锁相回路14，最终达成频率锁定的效果。

然而，前者所使用精确的频率振荡产生器需要增加更多的成本，故精确的频率振荡产生器并不适合用于大量生产，且无法达到降低成本的要求，而后者必须使用特殊具有时戳的处理器，该处理器并非普遍地存在于所有的处理器中，故在使用上并不普及。再者，使用该处理器虽可确认内部所产生的频率与网络时间服务器之间的误差值，但该内部振荡器若非采用价格昂贵的精确振荡产生器，则仍然会有频率产生偏差的疑虑。

发明内容

本发明的一目的在于提供一频率校正锁定装置，将比较外部可调式振荡器产生的振荡频率与外部的精确时序信号之间的频率误差值，提供给频率调整单元以将外部可调式振荡器校正锁定至预定频率。

本发明的另一目的在于提供一频率校正锁定的方法，根据比较外部可调式振荡器所产生的振荡频率与外部的精确时序信号之后所产生的频率误差值，用以达到将外部可调式振荡器校正锁定至预定频率。

为达上述目的与其它目的，本发明提出一种频率校正锁定装置，用于接收外部的精确时序信号与外部可调式振荡器所产生的振荡频率，以将通过电压来控制振荡频率的外部可调式振荡器校正锁定至预定频率，该装置包含处理单元与频率调整单元。该处理单元用于比较该振荡频率与该精确时序频率信号以产生一频率误差值，且根据该频率误差值对应产生校正讯号；以及该频率调整单元用于调整锁定电压，以将该振荡频率校正锁定至该预定频率。

为达上述目的与其它目的，本发明提出一种频率校正锁定的方法，应用于校正锁定通过电压来控制振荡频率的外部可调式振荡器至预定频率，该方法包含：接收外部可调式振荡器所产生的振荡频率；接收外部的精确时序信号，并比较该振荡频率与外部的精确时序信号以产生频率误差值，且该频率误差值根据算法以产生校正讯号；以及根据该校正讯号与该振荡频率产生一锁定电压，并利用该锁定电压将该振荡频率校正锁定至该预定频率。

与现有技术相较，本发明提供频率校正锁定装置与方法，可在不需要使用精确的频率振荡器或使用特别具有额外硬件机制(例如时戳TimeStamp)的处理器的状态下，仍可精确地输出预定频率，换言之，本发明可在不需更改原有的硬件(例如一般的处理器)设计下，直接地使用于预定频率的校正，用以达成精确的频率输出。

附图说明

图1为现有技术中频率校正系统的示意图；

图2为本发明第一实施例的频率校正锁定装置的示意图；

图3为本发明第二实施例的频率校正锁定装置的示意图；以及

图4为本发明一实施例的频率校正锁定的方法流程图。

【主要组件符号说明】

10      处理器

12      时戳

14      锁相回路

16      石英振荡器

18      内部振荡器

20      频率校正锁定装置

22      外部可调式振荡器

24、24’处理单元

26      频率调整单元

OSC     振荡频率

ECLK    外部的精确时序信号

NTS     网络时间服务器

CS      校正讯号

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，现通过下述具体的实施例，并配合附图，对本发明做一详细说明，说明如后：

参考图2，为本发明第一实施例的频率校正锁定装置的示意图。于本实施例中，频率校正锁定装置20用于接收外部的精确时序信号ECLK，以将通过电压来控制振荡频率OSC的外部可调式振荡器22校正锁定至预定频率，其中，外部的精确时序信号ECLK可选自网络时间协议(NTP)、精确时间协议(PTP)、GPS时序信号及机上盒(Set-top-Box)时序信号的其一者；而该外部可调式振荡器22所产生的振荡频率OSC随着所接收电压的变化而改变，该外部可调式振荡器22亦称为压控振荡器(voltage-controlledoscillator)，于此，以电压控制温度补偿石英振荡器(VCTCXO)为例进行说明，该电压控制温度补偿石英振荡器除可用于产生频率外，亦可达到温度补偿频率变化的作用，换言之，该电压控制温度补偿石英振荡器不会因为温度的变化而产生频率的偏移，值得注意的是，本发明中所述的外部可调式振荡器22只要能够利用所接收到的电压而产生对应该电压的频率，即属于本发明所述的范畴。

再者，该频率校正锁定装置20包含处理单元24与频率调整单元26。该处理单元24接收该振荡频率OSC与该精确时序频率信号ECLK，并使得该处理单元24比较该振荡频率OSC与该精确时序频率信号ECLK进而产生一频率误差值，且根据该频率误差值对应产生校正讯号CS，故可通过该频率误差值判断该振荡频率OSC是否产生精确的频率。其中，该频率校正锁定装置20的所接收的该振荡频率OSC为频率校正锁定装置20内部所需要最基本的时序单位，若该外部可调式振荡器22所产生的该振荡频率OSC能够精确的话，则能确保后续所需要使用精准频率的任何系统于操作时，能在稳定与精确的频率下运作。该频率调整单元26与该处理单元24电连接，且用以接收该校正讯号CS与该振荡频率OSC，并比较该校正讯号CS与该振荡频率OSC以产生锁定电压，该锁定电压用于将该外部可调式振荡器22所产生的该振荡频率OSC校正锁定至该预定频率，举例而言，在第3代移动通讯的宽带分码多任务系统中所需的预定频率被要求在19.2MHz。

换言之，该频率调整单元26根据该校正讯号CS与该振荡频率OSC反复地比较之后，最终将该外部可调式振荡器22所产生的振荡频率OSC稳定与精确地锁定至该预定频率，亦即本发明若应用在第3代移动通讯，则该频率校正锁定装置20将该外部可调式振荡器22锁定在19.2MHz。

此外，于第二实施例中，该频率调整单元26亦可内嵌于该处理单元24’中，而内嵌该频率调整单元26的处理单元24’除可根据该振荡频率OSC与该精确时序频率信号ECLK之间的频率误差值对应产生校正讯号CS外，亦提供锁定电压以将该外部可调式振荡器22所产生的振荡频率OSC校正锁定至该预定频率，如图3所示。

总而言之，本发明的频率校正锁定装置可根据外部的精确时序信号ECLK与外部可调式振荡器22所产生的振荡频率OSC之间的频率(或称时序)误差，进而对应产生校正讯号，且与该振荡频率OSC再次进行比较，并提供给该频率调整单元26以产生锁定电压，而使得该外部可调式振荡器22的该振荡频率OSC被校正锁定至预定频率。

参考图4，为本发明一实施例的频率校正锁定的方法流程图。于本实施例中，该频率校正锁定方法应用于校正锁定通过电压来控制振荡频率的外部可调式振荡器至预定频率，该方法包含：起始于步骤S1，接收外部可调式振荡器所产生的振荡频率；接着步骤S2，接收外部的精确时序信号，并比较该振荡频率与外部的精确时序信号以产生频率误差值，且该频率误差值根据算法以产生校正讯号，其中，该算法用以演算该频率误差值所对应的该校正讯号，且根据频率误差值的结果以判断振荡频率是否有误差产生，当振荡频率有误差时，该算法产生具有对应频率误差值的校正讯号；接着步骤S3，根据该校正讯号与该振荡频率产生锁定电压，并利用该锁定电压将该振荡频率校正锁定至该预定频率，其中根据校正讯号与振荡频率之间比较的结果，设定频率调整单元以产生该锁定电压。

与现有技术相较，本发明提供频率校正锁定装置与方法，可在不需要使用精确的频率振荡器或使用额外的硬件机制处理器的状态下，仍可精确地输出预定的同步频率，亦即本发明可不需更改原有的硬件设计下，直接地进行同步频率的校正，用以达成精确地输出所需的同步频率。

本发明在上文中已以较佳实施例提供，但本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以下文的权利要求所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种频率校正锁定装置，用于接收一外部的精确时序信号，以将一通过电压来控制振荡频率的外部可调式振荡器校正锁定至一预定频率，其特征在于，该装置包含：

一处理单元，用于比较该振荡频率与该精确时序频率信号以产生一频率误差值，且根据该频率误差值对应产生一校正讯号；以及

一频率调整单元，用于根据该校正讯号与该振荡频率以对应产生一锁定电压，该锁定电压用于将该振荡频率校正锁定至该预定频率。

2.如权利要求1所述的频率校正锁定装置，其特征在于，该精确时序信号为选自网络时间协议、精确时间协议、GPS时序信号、及机上盒时序信号的其中一者。

3.如权利要求1所述的频率校正锁定装置，其特征在于，该预定频率为19.2MHz，用以提供一宽带分码多任务或一通用移动通讯系统所需的频率。

4.一种频率校正锁定方法，应用于校正锁定一通过电压来控制振荡频率的外部可调式振荡器至一预定频率，其特征在于，该方法包含：

接收一外部可调式振荡器所产生的一振荡频率；

接收一外部的精确时序信号，并比较该振荡频率与一外部的精确时序信号以产生一频率误差值，且该频率误差值根据一算法以产生一校正讯号；以及

根据该校正讯号与该振荡频率产生一锁定电压，并利用该锁定电压将该振荡频率校正锁定至该预定频率。

5.如权利要求4所述的频率校正锁定方法，其特征在于，根据该频率误差值，以判断该振荡频率是否有误差产生。

6.如权利要求5所述的频率校正锁定方法，其特征在于，当该振荡频率有误差时，该算法产生具有对应该频率误差值的该校正讯号。

7.如权利要求6所述的频率校正锁定方法，其特征在于，根据该校正讯号与该振荡频率之间比较的结果，设定一频率调整单元以产生该锁定电压。

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