CN112542993A - 谐振电路、频偏控制方法、通信设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种谐振电路、频偏控制方法、通信设备及存储介质，谐振电路包括谐振器，与谐振器连接的、且电容值可变的负载电容电路，与负载电容电路连接的控制模块，以及与控制模块连接的温度采集模块；温度采集模块采集谐振器所处环境的环境温度值；控制模块根据温度值与频偏对应关系，确定出环境温度值所对应的目标频偏值作为当前待消除的频偏值，以及根据电容值与频偏对应关系，确定出产生抵消目标频偏值所对应的目标电容值，并控制负载电容电路的电容值为目标电容值，从而将谐振器受温度变化影响所产生的目标频偏值消除，避免信号在解调过程中质量的下降，保证通信质量的稳定性和可靠性，进而提升用户体验满意度。

Description

谐振电路、频偏控制方法、通信设备及存储介质

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种谐振电路、频偏控制方法、通信设备及存储介质。

背景技术

现在几乎每个家庭都拥有无线路由器、机顶盒、手机等众多的电子设备，网络成为每个家庭不可或缺的一种虚拟物质，通过无线网络来满足日常的上网来获取一些重要的资料，无线性能的好与坏决定上网速度与质量，一款性能优秀的无线设备能够大大的提高的生活与工作的效率。无论哪种无线通讯设备都离不开参考时钟，参考时钟的稳定度决定无线信号的解调质量。

目前的家庭无线路由器、机顶盒等产品直接使用晶体，请参见图1中10所示的晶体，在负载位放一个电容值固定的负载电容，通过产品在出厂的时候通过常温校准将频偏补偿进去。这些产品在常温下使用时能基本满足需求，但是对于高温或者低温的工作环境下，晶体就会产生频偏，导致信号在解调过程中质量的下降，严重者无法进行解调，所表现出来的现象就是有信号却无法上网，进而直接影响上网的质量与工作的效率，导致用户体验的满意度差。

发明内容

本发明实施例提供的谐振电路、频偏控制方法、通信设备及存储介质，解决相关技术中，晶体受温度影响所产生的频偏不能被消除，导致信号在解调过程中质量的下降，严重者无法进行解调，导致用户体验的满意度差的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种谐振电路，包括：谐振器，与所述谐振器连接的、且电容值可变的负载电容电路，与所述负载电容电路连接的控制模块，以及与所述控制模块连接的温度采集模块；

所述温度采集模块用于采集所述谐振器所处环境的环境温度值；

所述控制模块用于根据温度值与频偏对应关系，确定出所述环境温度值所对应的目标频偏值作为当前待消除的频偏值，以及根据电容值与频偏对应关系，确定出产生抵消所述目标频偏值所对应的目标电容值，并控制所述负载电容电路的电容值为所述目标电容值。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种频偏控制方法，应用于如上所述的谐振电路，所述频偏控制方法包括：

采集所述谐振器所处环境的环境温度值；

根据温度值与频偏对应关系，确定出所述环境温度值所对应的目标频偏值作为当前待消除的频偏值，以及根据电容值与频偏对应关系，确定出产生抵消所述目标频偏值所对应的目标电容值，并控制所述负载电容电路的电容值为所述目标电容值。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种通信设备，包括如上所述的谐振电路。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行，以实现如上所述的频偏控制方法的步骤。

有益效果

根据本发明实施例提供的谐振电路、频偏控制方法、通信设备及存储介质，谐振电路包括谐振器，与谐振器连接的、且电容值可变的负载电容电路，与负载电容电路连接的控制模块，以及与控制模块连接的温度采集模块；温度采集模块采集谐振器所处环境的环境温度值；控制模块根据温度值与频偏对应关系，确定出环境温度值所对应的目标频偏值作为当前待消除的频偏值，以及根据电容值与频偏对应关系，确定出产生抵消目标频偏值所对应的目标电容值，并控制负载电容电路的电容值为目标电容值，从而将谐振器受温度变化影响所产生的目标频偏值消除，避免信号在解调过程中质量的下降，保证通信质量的稳定性和可靠性，进而提升用户体验满意度。

本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为相关技术中的晶体电路示意图；

图2为本发明实施例一的谐振电路结构示意图一；

图3为本发明实施例一的谐振电路结构示意图二；

图4为本发明实施例一的谐振电路结构示意图三；

图5为本发明实施例一的谐振电路结构示意图四；

图6为本发明实施例二的频偏控制方法流程示意图；

图7为本发明实施例二的谐振电路结构示意图一；

图8为本发明实施例二的谐振电路结构示意图二；

图9为本发明实施例三的通信设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

针对相关技术中晶体受温度影响所产生的频偏不能被消除的问题，本发明实施例在谐振器受温度变化影响产生目标频偏值时，可通过调整谐振器的负载电容值以将该目标频偏值进行抵消，从而将谐振器受温度变化影响所产生的目标频偏值消除，避免信号在解调过程中质量的下降，保证通信质量的稳定性和可靠性，进而提升用户体验满意度。

为了便于理解，本实施例下面结合一种示例的谐振电路进行便于理解性的说明。请参见图2所示，该示例中的谐振电路包括：谐振器11，与谐振器11连接的、且电容值可变的负载电容电路12，与负载电容电路12连接的控制模块13，以及与控制模块13连接的温度采集模块14；

温度采集模块14用于采集谐振器11所处环境的环境温度值；

控制模块13用于根据预设的温度值与频偏对应关系，确定出环境温度值所对应的目标频偏值作为当前待消除的频偏值，以及根据电容值与频偏对应关系，确定出产生抵消目标频偏值所对应的目标电容值，并控制负载电容电路12的电容值为目标电容值，从而可将谐振器受温度变化影响所产生的目标频偏值消除，避免信号在解调过程中质量的下降，保证通信质量的稳定性和可靠性，进而提升用户体验满意度。

本实施例中，温度值与频偏对应关系为谐振器11的温度值与频偏对应关系。在本实施例的一些示例中，针对待控制的谐振器11，可以先通过测试或通过其他方式获取到相应不同温度下，谐振器11所对应的频偏值，进而得到温度值与频偏值的对应关系，且可形成一组温度值与频偏对应关系的第一拟合曲线，该第一拟合曲线可以完成不同的温度下对应谐振器的频率偏移。

本实施例中，电容值与频偏对应关系为谐振器11的负载电容值与频偏的对应关系。针对待控制的谐振器11，也可以先通过测试或通过其他方式获取到该谐振器11在不同对负载电容值下，谐振器11所对应的频偏值，进而得到电容值与频偏值的对应关系，且可形成一电容值与频偏对应关系的第二拟合曲线，该第二拟合曲线可以完成不同的电容值下对应谐振器的频率偏移。

根据上述第一拟合曲线就可确定出谐振器11当前所处环境温度(也可称之为工作温度)下，谐振器11所产生对目标频偏值；并可根据得到的目标频偏值以及上述第二拟合曲线，确定出负载电容电路12的目标电容值，进而将负载电容电路12的电容值控制设置为该目标电容值，从而将谐振器11因温度变化而产生对目标频偏值抵消，保证通信质量的稳定性和可靠性。

在本实施例的一些示例中，当上述谐振电路设置于具有处理器的通信设备中时，控制模块13可以通过但不限于该通信设备的处理器实现，而不需要额外设置芯片或电路，既能提升产品集成度，又能降低成本和简化方案的实现。

在本实施例的一些示例中，温度采集模块14可通过但不限于各种温度传感器实现。且在一些示例中，当处理器芯片上集成设置有温度传感器时，温度采集模块14可通过但不限于处理器芯片上的该温度传感器实现。当然，在一些应用场景中，也可额外设置温度传感器，且为了保证控制的精度，设置的温度传感器在物理空间上可尽可能靠近谐振器11，从而尽可能使得温度传感器所采集到的环境温度能尽可能准确的表征该谐振器11的工作温度。

在本实施例的一些示例中，谐振器11可为但不限于石英晶体谐振器或陶瓷谐振器。石英晶体谐振器或陶瓷谐振器具有稳定，抗干扰性能良好的特点。且在本实施例的一些示例中，可以根据具体应用场景，谐振器11可采用直插式谐振器或贴片式谐振器。

应当理解的是，本实施例中的负载电容电路12的结构只要满足以下条件即可：负载电容电路12能被控制模块13控制而改变其电容值，进而改变谐振器11的负载电容值，使谐振器11产生方向与受温度影响而产生的频偏值方向相反的频偏值，进而将谐振器11受温度变化而产生的目标频偏值抵消。为了便于理解，本实施例下面结合负载电容电路12的两种示例实现结构为示例进行说明。

示例一：

请参见图3所示，负载电容电路12包括与谐振器11连接的可变电容120，分别与可变电容120和控制模块13连接的、且输出电压值可变的模拟电压输出模块121，可变电容120的电容值随输入电压的变化而变化；

在本示例中，控制模块13用于根据可变电容120的电压与电容值对应关系，确定出可变电容120为目标电容值时对应的目标电压值，并控制模拟电压输出模块121的输出电压值为目标电压值。

本实施例中，电压与电容值对应关系，也可以先通过测试或通过其他方式获取到该可变电容120在不同电压下对应的电容值，进而可形成一电压与电容值的第三拟合曲线，该第三拟合曲线可以完成不同的电压下对应的电容值。

在本示例中，上述三条拟合曲线完成拟合后，就可以根据谐振器11所处环境的温度的变化来确定模拟电压输出模块121需要输出的电压值来控制可变电容120的电容值大小，从而完成频偏的补偿。且应当理解的是，可根据具体的调整精度要求，选择相应精度的模拟电压输出模块121以确保输出电压的精细化来微调负载电容。

另外，应当理解的是，本示例中的模拟电压输出模块121可以采用任意能输出模拟电压值以对可变电容120的电容值进行控制的各种电路。例如，一种示例中，请参见图4所示，模拟电压输出模块121包括：分别与可变电容120和控制模块13连接的数字模拟转换器(Digital to analog converter，DAC)1210，以及与数字模拟转换器1210连接的基准电压模块1211。控制模块11可向数字模拟转换器1210输出相应的数字控制信号，以控制数字模拟转换器1210向可变电容120输出相应的电压值，从而精确的控制可变电容120的电容值。

示例二：

请参见图5所示，负载电容电路12包括与谐振器11连接的多级电容电路；其中，多级电容电路包括至少两路并联的电容支路122，每一路电容支路122上设有用于控制该支路连通与断块对控制开关；控制模块13则用于控制多级电容电路中相应电容支路122上的控制开关，使得多级电容电路的电容值为目标电容值。且应当理解的是，本实施例中多级电容电路所包括的电容支路122的具体数量可以根据具体需求灵活设定，且各电容支路122上的电容值大小可以相同，也可根据需求设置为不同。

在本示例中，可根据温度对于谐振器11的频率的影响来完成在不同温度下来通过控制开关(例如可以为模拟开关)来切换不同的负载电容来满足频偏的补偿，精度越高，电容支路122，开关的档位越多。且在一种示例中，控制模块13可输出GPIO控制模拟开关的开关位置，从而减小谐振器11在不同温度下的频偏，保证整体电路的稳定性。

本实施例提供的谐振电路，增加了自适应调整频偏的功能来提升无线通信设备的整体信号发射质量和整机的稳定性，无线通信设备整个电路的核心其实就是谐振器的稳定，谐振器如果不起振，整个电路都会工作不起来，可见对于谐振器而言，稳定性是很重要的，相关技术中对于无线通信设备对谐振器的频偏要求不是太高，但是随着整机性能的提升以及主板的温度和外界温度的变化对谐振器的频移要求很高，尤其在一些比较特殊的环境下，谐振器的过度漂移，非常影响调制信号的质量，过度的漂移直接会导致信号解调失真，从而直接影响用户的使用性能，通过本实施例提供的自适应频率补偿可以实时的根据温度的变化而自动的进行精确地频率补偿，从而无论在哪种环境下，都能保证整机的可靠运行，提升用户体现的满意度。

实施例二：

本实施例提供了一种频偏控制方法，该方法可应用于如上所述的谐振电路，该频偏控制方法请参见图6所示，包括：

S601：采集谐振器所处环境的环境温度值。

S602：根据温度值与频偏对应关系，确定出环境温度值所对应的目标频偏值作为当前待消除的频偏值，以及根据电容值与频偏对应关系，确定出产生抵消所述目标频偏值所对应的目标电容值。

S603控制负载电容电路的电容值为目标电容值，从而可将谐振器受温度变化影响所产生的目标频偏值消除，避免信号在解调过程中质量的下降，保证通信质量的稳定性和可靠性，进而提升用户体验满意度。

为了便于理解，本实施例下面结合上述方法，以两种示例的具体的谐振电路为示例进行说明。

一种谐振电路的实现示例请参见图7所示，本实施例中的谐振电路包括晶体71，可变电容72，数字模拟转换器DAC7210，基准电压芯片7211，处理器CPU73以及集成设置在该处理器73上的温度传感器74。在本示例中，通过增加一个DAC7210，一个可变电容72和一个基准电压芯片7211，利用CPU73中已经存在温度传感器74，可通过计算晶体71的温度与频偏的关系得出第一拟合曲线，根据第一拟合曲线来计算出晶体71的频偏与温度的关系，然后再通过调谐DAC7210的电压输出来与可变电容72的关系进行频率的补偿，本示例中通过拟合的三组曲线，第一拟合曲线对应于晶体71的温度和频偏的对应关系，第三拟合曲线对应于DAC7210电压的输出与可变电容的容值对应关系，第二拟合曲线对应于晶体71的频率的变化与负载可变电容的容值对应关系，通过三组曲线的拟合可以非常精确地将每个温度下的频率偏移做到最小，保证谐振电路在任何温度下输出的频率稳定性。

另一种谐振电路的实现示例请参见图8所示，本实施例中的谐振电路包括晶体81，多级电容电路82，处理器CPU83以及集成设置在该处理器83上的温度传感器84。在本示例中，可先完成晶体81的温度与频偏的数据拟合得到上述第一拟合曲线，然后再进行晶体81的负载电容和频偏的拟合得到上述第二拟合曲线。完成两组曲线的拟合后，可根据晶体81的温度的变化来确定需要调整的负载电容；具体可通过根据温度的变化来确定需要打开的GPIO来完成负载的切换，切换过程中频率可能会有短时间的震荡，但是只要变化不大就不会影响系统整体的频率稳定度；在一些应用场景中，如果需要细分频率补偿，则可设置较多的负载电容和对应的模拟开关，每个档位之间的负载电容尽量连续，以保证在切换过程中不会出现过大的频率变化，保证系统的稳定性。

实施例三：

本实施例还提供了一种通信设备，参见图9所示，其包括处理器901、存储器902以及通信总线903；

通信总线903用于实现处理器901与存储器902之间的通信连接；

一种示例中，处理器901可用于执行存储器902中存储的算机程序，以实现如上各实施例中的任务的数据保存方法的步骤。本实施例中的通信设备可以为但不限于机顶盒、路由器或移动通信终端，该移动通信终端可为但不限于各种电脑、手机等无线通信终端。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性或非易失性、可移除或不可移除的介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，ROM(Read-Only Memory，只读存储器)，EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)、闪存或其他存储器技术、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，光盘只读存储器)，数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。

在一种示例中，本实施例中的计算机可读存储介质可用于存储计算机程序，该计算机程序可被处理器执行，以实现如上各实施例中的任务的频偏控制方法的步骤。

本实施例还提供了一种计算机程序(或称计算机软件)，该计算机程序可以分布在计算机可读介质上，由可计算装置来执行，以实现如上各实施例中的频偏控制方法中的至少一个步骤；并且在某些情况下，可以采用不同于上述实施例所描述的顺序执行所示出或描述的至少一个步骤。

本实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读装置，该计算机可读装置上存储有如上所示的任一计算机程序。本实施例中该计算机可读装置可包括如上所示的计算机可读存储介质。

可见，本领域的技术人员应该明白，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件(可以用计算装置可执行的计算机程序代码来实现)、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。

此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种谐振电路，其特征在于，包括：谐振器，与所述谐振器连接的、且电容值可变的负载电容电路，与所述负载电容电路连接的控制模块，以及与所述控制模块连接的温度采集模块；

所述温度采集模块用于采集所述谐振器所处环境的环境温度值；

所述控制模块用于根据温度值与频偏对应关系，确定出所述环境温度值所对应的目标频偏值作为当前待消除的频偏值，以及根据电容值与频偏对应关系，确定出产生抵消所述目标频偏值所对应的目标电容值，并控制所述负载电容电路的电容值为所述目标电容值。

2.如权利要求1所述的谐振电路，其特征在于，所述控制模块为处理器，所述温度采集模块为集成在所述处理器上的温度传感器。

3.如权利要求1所述的谐振电路，其特征在于，所述谐振器为石英晶体谐振器或陶瓷谐振器。

4.如权利要求1-3任一项所述的谐振电路，其特征在于，所述负载电容电路包括与所述谐振器连接的可变电容，分别与所述可变电容和控制模块连接的、且输出电压值可变的模拟电压输出模块，所述可变电容的电容值随输入电压的变化而变化；

所述控制模块用于根据所述可变电容的电压与电容值对应关系，确定出所述可变电容为所述目标电容值时对应的目标电压值，并控制所述模拟电压输出模块的输出电压值为所述目标电压值。

5.如权利要求4所述的谐振电路，其特征在于，所述模拟电压输出模块包括：分别与所述可变电容和控制模块连接的数字模拟转换器，以及与所述数字模拟转换器连接的基准电压模块。

6.如权利要求1-3任一项所述的谐振电路，其特征在于，所述负载电容电路包括与所述谐振器连接的多级电容电路；

所述多级电容电路包括至少两路并联的电容支路，每一路电容支路上设有用于控制该支路连通与断块对控制开关；

所述控制模块用于控制所述多级电容电路中相应电容支路上的控制开关，使得所述多级电容电路的电容值为所述目标电容值。

7.一种频偏控制方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的谐振电路，所述频偏控制方法包括：

采集所述谐振器所处环境的环境温度值；

根据温度值与频偏对应关系，确定出所述环境温度值所对应的目标频偏值作为当前待消除的频偏值，以及根据电容值与频偏对应关系，确定出产生抵消所述目标频偏值所对应的目标电容值，并控制所述负载电容电路的电容值为所述目标电容值。

8.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的谐振电路。

9.如权利要求8所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备为机顶盒、路由器或移动通信终端。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行，以实现如权利要求7所述的频偏控制方法的步骤。

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