CN106374915B - 恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿方法。提供恒温晶体振荡器，通过改变高低温试验箱的设定温度和改变施加在所述恒温晶体振荡器上压控电压相结合的方法，获得所述恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的频率‑温度特性的补偿数据。根据所述的补偿数据，实时采样所述恒温晶体振荡器的工作温度和压控电压，两次引用曲线拟合的方法计算出实时的补偿电压数据，来控制所述恒温晶体振荡器的输出频率，以提高其在整个压控电压范围内的频率‑温度稳定度。
Description
技术领域
本发明涉及恒温晶体振荡器，更具体地涉及一种恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的频率-温度特性的补偿方法。
背景技术
随着通信等技术领域的发展，对恒温晶体振荡器的频率-温度稳定度要求也越来越高。恒温晶体振荡器的输出频率会随着外界环境温度的变化而变化，而且在不同的压控电压的作用下，其表现出来的频率-温度特性是不一样的。而目前许多论文或者专利已经公开的关于恒温晶体振荡器的温度补偿的方法，都仅仅是在某个特定的压控电压下进行的，这使得恒温晶体振荡器只在这个特定的压控电压下具有较好的频率-温度稳定度，而在整个压控电压范围内的的频率-温度稳定度却很难得到提高。所以本发明提出一种恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿方法，使恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的频率-温度稳定度得到很大的提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的频率-温度特性的补偿方法，以提高其在整个压控电压范围内的频率-温度稳定度。
本发明采用的技术方案是：
一种恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿方法，包括以下步骤：
步骤1：初始化控制模块，所述的初始化是设定高低温试验箱改变的温度个数及每次设定的温度值；并设定恒温晶体振荡器改变的电压个数及每次设定的电压值；频率计和频标实时采集恒温晶体振荡器的频率值；
步骤2：控制模块通过数据总线设置高低温试验箱的初始温度，将该温度作为当前温度；
步骤3：在当前温度下，控制模块通过数据总线改变可变电压源的电压，通过可变电压源的输出电压设置恒温晶体振荡器的初始电压，将该初始电压作为当前压控电压；
步骤4：在当前温度和当前压控电压下，频率计和频标把采集的恒温晶体振荡器的频率值通过数据总线存储到控制模块中；
步骤5：控制模块通过频率值计算出补偿电压数据后，通过数据总线存储到恒温晶体振荡器的运算控制核心；恒温晶体振荡器的温度传感器对当前工作温度进行AD采样，将AD采样值存储到运算控制核心；恒温晶体振荡器的AD转换器对当前压控电压进行AD采样，将AD采样值存储到运算控制核心；
步骤6：控制模块通过数据总线改变可变电压源的电压，通过可变电压源的输出电压设置恒温晶体振荡器的压控电压为下一个电压值，将该电压值作为当前压控电压；
步骤7：跳转到步骤4，直到完成所设定的电压个数的补偿电压数据、工作温度的AD采样值和压控电压的AD采样值的存储；
步骤8：控制模块设置高低温试验箱的温度为下一个温度值，将该温度作为当前温度；
步骤9：跳转到步骤3，直到完成所设定的温度个数的补偿电压数据、工作温度的AD采样值和压控电压的AD采样值的存储；
步骤10：AD转换器实时采样压控电压，将压控电压的AD采样值存储到运算控制核心，运算控制核心根据压控电压的AD采样值和所存储的数据拟合出当前压控电压下的温度-补偿电压的曲线；温度传感器实时采样工作温度，将工作温度的AD采样值存储到运算控制核心，运算控制核心根据实时工作温度的AD采样值和所存储的数据拟合出当前温度下压控电压-补偿电压的曲线；
步骤11：运算控制核心综合温度-补偿电压的曲线和压控电压-补偿电压的曲线，得到当前压控电压和当前工作温度下的补偿电压数据，并输出至数字模拟转换模块；数字模拟转换模块将补偿电压数据转换为变容二极管上的补偿电压，通过补偿电压改变所述恒温晶体振荡器的输出频率；
完成恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿。
其中，步骤11中数字模拟转换模块将补偿电压数据转换为变容二极管上的补偿电压，所述的转换的方法是通过数字电位器、数字模拟转换器或脉宽调制。
本发明与背景技术相比的有益效果为：
本发明首次提出用改变高低温试验箱的设定温度和改变施加在所述恒温晶体振荡器上压控电压相结合的方法，来获得所述晶体振荡器的频率-温度特性补偿数据。根据实时采样所述恒温晶体振荡器的工作温度和压控电压，按照所述的补偿数据两次引用曲线拟合的方法计算出实时的补偿电压数据，大大提高了所述晶体振荡器在整个压控电压范围内的频率-温度稳定度。
附图说明
图1是本发明所述方法获取补偿数据的工作流程图。
图2是本发明所述方法进行实时温度补偿的工作流程图
图3是本发明中的硬件组成框图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述：一种恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿方法，如图3所示，是借助于控制模块、数据总线、可变电压源、频率计、频标和恒温晶体振荡器来实现的，所述的恒温晶体振荡器包括振荡电路、控温电路、AD转换器、运算控制模块、数字模拟转换模块和温度传感器；所述恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿方法，需要在所述恒温晶体振荡器的整个工作温度范围内，完成在高低温试验箱的M个设定温度下(T1、T2、……TM)对每个恒温晶体振荡器进行补偿数据采集。而在高低温试验箱的每个设定温度下，需要完成在N个压控电压下(V1、V2、……VN)，对每个恒温晶体振荡器进行补偿数据采集。补偿数据采集和存储的具体实施过程结合图1图和2说明如下：包括以下步骤：
步骤1：初始化控制模块，所述的初始化是设定高低温试验箱改变M个温度及每次的温度值；并设定恒温晶体振荡器改变N个电压及每次的电压值；频率计和频标实时采集恒温晶体振荡器的频率值；
步骤2：控制模块通过数据总线设置高低温试验箱的初始温度，将该温度作为当前温度；
步骤3：在当前温度下，控制模块通过数据总线改变可变电压源的电压，通过可变电压源的输出电压设置恒温晶体振荡器的初始电压，将该初始电压作为当前压控电压；
步骤4：在当前温度和当前压控电压下，频率计和频标把采集的恒温晶体振荡器的频率值通过数据总线存储到控制模块中；
步骤5：控制模块通过频率值计算出补偿电压数据后，通过数据总线存储到恒温晶体振荡器的运算控制核心；恒温晶体振荡器的温度传感器对当前工作温度进行AD采样，将AD采样值存储到运算控制核心；恒温晶体振荡器的AD转换器对当前压控电压进行AD采样，将AD采样值存储到运算控制核心；
步骤6：控制模块通过数据总线改变可变电压源的电压，通过可变电压源的输出电压设置恒温晶体振荡器的压控电压为下一个电压值，将该电压值作为当前压控电压；
步骤7：跳转到步骤4，直到完成N个电压的补偿电压数据、工作温度的AD采样值和压控电压的AD采样值的存储；
步骤8：控制模块设置高低温试验箱的温度为下一个温度值，将该温度作为当前温度；
步骤9：跳转到步骤3，直到完成M个温度的补偿电压数据、工作温度的AD采样值和压控电压的AD采样值的存储；
步骤10：AD转换器实时采样压控电压，将压控电压的AD采样值存储到运算控制核心，运算控制核心根据压控电压的AD采样值和所存储的数据拟合出当前压控电压下的温度-补偿电压的曲线；温度传感器实时采样工作温度，将工作温度的AD采样值存储到运算控制核心，运算控制核心根据实时工作温度的AD采样值和所存储的数据拟合出当前温度下压控电压-补偿电压的曲线；
步骤11：运算控制核心综合温度-补偿电压的曲线和压控电压-补偿电压的曲线，得到当前压控电压和当前工作温度下的补偿电压数据，并输出至数字模拟转换模块；数字模拟转换模块将补偿电压数据转换为变容二极管上的补偿电压，通过补偿电压改变所述恒温晶体振荡器的输出频率；所述的转换的方法是通过数字电位器、数字模拟转换器或脉宽调制；
完成恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿。
Claims (2)
1.恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：初始化控制模块，所述的初始化是设定高低温试验箱改变的温度个数及每次的温度值；并设定恒温晶体振荡器改变的电压个数及每次的电压值；频率计和频标实时采集恒温晶体振荡器的频率值；
步骤2：控制模块通过数据总线设置高低温试验箱的初始温度，将该温度作为当前温度；
步骤3：在当前温度下，控制模块通过数据总线改变可变电压源的电压，通过可变电压源的输出电压设置恒温晶体振荡器的初始电压，将该初始电压作为当前压控电压；
步骤4：在当前温度和当前压控电压下，频率计和频标把采集的恒温晶体振荡器的频率值通过数据总线存储到控制模块中；
步骤5：控制模块通过频率值计算出补偿电压数据后，通过数据总线存储到恒温晶体振荡器的运算控制核心；恒温晶体振荡器的温度传感器对恒温晶体振荡器的当前工作温度进行AD采样，将AD采样值存储到运算控制核心；恒温晶体振荡器的AD转换器对当前压控电压进行AD采样，将AD采样值存储到运算控制核心；
步骤6：控制模块通过数据总线改变可变电压源的电压，通过可变电压源的输出电压设置恒温晶体振荡器的压控电压为下一个电压值，将该电压值作为当前压控电压；
步骤7：跳转到步骤4，直到完成所设定的电压个数的补偿电压数据、工作温度的AD采样值和压控电压的AD采样值的存储；
步骤8：控制模块设置高低温试验箱的温度为下一个温度值，将该温度作为当前温度；
步骤9：跳转到步骤3，直到完成所设定的温度个数的补偿电压数据、工作温度的AD采样值和压控电压的AD采样值的存储；
步骤10：AD转换器实时采样当前压控电压，将当前压控电压的AD采样值存储到运算控制核心，运算控制核心根据当前压控电压的AD采样值和所存储的数据拟合出当前压控电压下的温度-补偿电压的曲线；温度传感器实时采样当前工作温度，将当前工作温度的AD采样值存储到运算控制核心，运算控制核心根据当前工作温度的AD采样值和所存储的数据拟合出当前工作温度下压控电压-补偿电压的曲线；
步骤11：运算控制核心综合温度-补偿电压的曲线和压控电压-补偿电压的曲线，得到当前压控电压和当前工作温度下的补偿电压数据，并输出至数字模拟转换模块；数字模拟转换模块将补偿电压数据转换为变容二极管上的补偿电压，通过补偿电压改变所述恒温晶体振荡器的输出频率；
完成恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿。
2.根据权利要求1所述的恒温晶体振荡器在整个压控电压范围内的温度补偿方法，其特征在于：步骤11中数字模拟转换模块将补偿电压数据转换为变容二极管上的补偿电压，所述的转换的方法是通过数字电位器、数字模拟转换器或脉宽调制实现的。
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