CN114629438A - 一种加速度补偿抗振动晶体振荡器及其补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶体振荡器抗振技术领域，尤其涉及一种加速度补偿抗振动晶体振荡器，该加速度补偿抗振动晶体振荡器，包括串联的恒温晶振、传感器、单片机和电源，所述恒温晶振连接有压控端；所述压控端包括电压端、集电极电压、接地端和射频输出端。还包括微处理器，所述微处理器与所述单片机连接，本发明解决了现有技术中晶振过程中产生偏差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及晶体振荡器抗振技术领域，尤其涉及一种加速度补偿抗振动晶体振荡器及其补偿方法。
背景技术
有一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号，而LC振荡器稳定性较差，频率容易漂移(即产生的交流信号频率容易变化)。在振荡器中采用一个特殊的元件——石英晶体，可以产生高度稳定的信号，这种采用石英晶体的振荡器称为晶体振荡器。晶体振荡器的工作环境往往非常复杂，温度、电平漂移、电磁干扰等因素均会对其输出频率产生影响，尤其是受到振动、离心和冲击作用而产生的加速度，晶振的输出会发生频率抖动、相噪恶化等现象，现有技术存在无法有效改善晶体振荡器频率抖动、相噪恶化等的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加速度补偿抗振动晶体振荡器及其补偿方法，解决现有技术中晶振过程中产生偏差的问题。
本发明的目的通过以下述技术方案来实现，一种加速度补偿抗振动晶体振荡器，包括串联的恒温晶振、传感器、单片机、电源和电阻，所述恒温晶振连接有压控端；所述压控端包括电压端、集电极电压、接地端和射频输出端。
需要说明的是，通过设置的传感器用于感应和采集晶振的加速度振动频率，并发出频率信号；通过设置的单片机实现对信号的接收，通过设置的电源提供电压以实现电压的补偿。详细的，电压端、集电极电压、接地端和射频输出端。
还包括微处理器，所述微处理器与所述单片机连接。
需要说明的是，通过微处理器实现计算与分析。
本申请还提供一种加速度补偿抗振动晶体振荡器的补偿方法，包括以下步骤：
步骤一，测量恒温晶振在不同加速度下工作时的频率偏移，得到加速度和频率偏移对应关系，并将不同加速度划分为若干工作段；
步骤二，所述传感器感应和恒温晶振的加速度振动频率，并向所述单片机发出频率信号；
步骤三，根据加速度和频率偏移对应关系计算出恒温晶振在不同加速度下的加速度灵敏度和加速度频率偏移值；
步骤四，分别对各工作段加速度灵敏度进行电压输出测试，测量出在不同加速度状态下最适合进行加速度补偿的电压值；
步骤五，当微处理器通过读取所述单片机接收到的频率信号得出对应加速度灵敏度，便可通过电源输出对应电压，对恒温晶振进行加速度补偿。
需要说明的是，通过分析得到恒温晶振加速度灵敏度关系对应表，微处理器结合对应表实现对加速度频率偏移值的计算。
所述步骤三中，通过不同加速度下的加速度灵敏度得到恒温晶振加速度灵敏度关系对应表，将所述关系对应表以数据的形式储存到微处理器中计算得出加速度频率偏移值。
需要说明的是，
所述步骤五中，电源输出的电压加到恒温晶振的压控端引脚上。
已补偿的恒温晶振受到加速度作用时，补偿方法包括以下步骤：
步骤六，传感器测量所述恒温晶振受到加速度的数值，并向微处理器发出加速度信号；
步骤七，微处理器接收并读取传感器输出的加速度信号值；
步骤八，根据步骤三中储存在微处理器中的对应关系表可得出恒温晶振对应的加速度灵敏度；
步骤九，计算得恒温晶振在加速度作用下的实时频率偏移值；
步骤十，从电源输出对应电压，可通过电压端对恒温晶振进行加速度补偿。
需要说明的是，通过传感器和微处理器之间的配合进行二次计算与分析实现对恒温晶振加速度的再次二次补偿，
所述步骤五和所述步骤十中的加速度补偿均为分段进行的加速度补偿。
需要说明的是，通过分段计算和分段补偿实现高精度补偿。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：通过设置的传感器用于感应和采集晶振的加速度振动频率，并发出频率信号；通过设置的单片机实现对信号的接收，通过设置的电源提供电压以实现电压的补偿。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
请参考说明附图1，本实施例提供了一种加速度补偿抗振动晶体振荡器及其补偿方法，该加速度补偿抗振动晶体振荡器及其补偿方法主要用于解决现有技术晶振过程中产生偏差的问题，该加速度补偿抗振动晶体振荡器已经处于实际使用阶段。
本申请通过以下实施例进行，一种加速度补偿抗振动晶体振荡器，包括串联的恒温晶振、传感器、单片机、电源和电阻，所述恒温晶振连接有压控端；所述压控端包括电压端、集电极电压、接地端和射频输出端。
需要说明的是，通过设置的传感器用于感应和采集晶振的加速度振动频率，并发出频率信号；通过设置的单片机实现对信号的接收，通过设置的电源D/A提供电压以实现电压的补偿。详细的，电压端vt、集电极电压Vce、接地端GND和射频输出端RF。
还包括微处理器，所述微处理器与所述单片机连接。
需要说明的是，通过设置的微处理器Mcu实现对频率信号的分析与计算。
本申请还提供一种加速度补偿抗振动晶体振荡器的补偿方法，包括以下步骤：
步骤一，测量恒温晶振在不同加速度下工作时的频率偏移，得到加速度和频率偏移对应关系，并将不同加速度划分为若干工作段；；
步骤二，所述传感器感应和恒温晶振的加速度振动频率，并向所述单片机发出频率信号；
步骤三，根据加速度和频率偏移对应关系计算出恒温晶振在不同加速度下的加速度灵敏度和加速度频率偏移值；
步骤四，分别对各工作段加速度灵敏度进行电压输出测试，测量出在不同加速度状态下最适合进行加速度补偿的电压值；
步骤五，当微处理器通过读取所述单片机接收到的频率信号得出对应加速度灵敏度，便可通过电源输出对应电压，对恒温晶振进行加速度补偿。
需要说明的是，晶振对于加速度有较强的敏感性，现有技术中的各种能够导致加速度的外部环境变化对晶振产生调频作用，使其输出频率以一定的规律偏移。恒温晶振与传感器相连，传感器用于感应、采集晶振的加速度振动频率，发出频率信号，单片机接收到频率信号后，通过电源D/A输出对应的电压值，加到恒温晶振的压控端引脚上，对加速度状态下恒温晶振产生的相位噪声恶化进行补偿，来控制其振动频率的稳定度。
所述步骤三中，通过不同加速度下的加速度灵敏度得到恒温晶振加速度灵敏度关系对应表，将所述关系对应表以数据的形式储存到微处理器中计算得出加速度频率偏移值。
所述步骤五中，电源输出的电压加到恒温晶振的压控端引脚上。
需要说明的是，通过分析得到恒温晶振加速度灵敏度关系对应表，微处理器结合对应表实现对加速度频率偏移值的计算。
已补偿的恒温晶振受到加速度作用时，补偿方法包括以下步骤：
步骤六，传感器测量所述恒温晶振受到加速度的数值，并向微处理器发出加速度信号；
步骤七，微处理器接收并读取传感器输出的加速度信号值；
步骤八，根据步骤三中储存在微处理器中的对应关系表可得出恒温晶振对应的加速度灵敏度；
步骤九，计算得恒温晶振在加速度作用下的实时频率偏移值；
步骤十，从电源输出对应电压，可通过电压端对恒温晶振进行加速度补偿。
需要说明的是，通过传感器和微处理器之间的配合进行二次计算与分析实现对恒温晶振加速度的再次二次补偿，
所述步骤五和所述步骤十中的加速度补偿均为分段进行的加速度补偿。
需要说明的是，通过分段计算和分段补偿实现高精度补偿。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种加速度补偿抗振动晶体振荡器，其特征在于，包括：串联的恒温晶振、传感器、单片机、电源和电阻，所述恒温晶振连接有压控端；所述压控端包括电压端、集电极电压、接地端和射频输出端。
2.根据权利要求1所述的一种加速度补偿抗振动晶体振荡器，其特征在于，还包括微处理器，所述微处理器与所述单片机连接。
3.一种加速度补偿抗振动晶体振荡器的补偿方法，其特征在于，基于权利要求1-2任意一项所述的一种加速度补偿抗振动晶体振荡器，包括以下步骤：
步骤一，测量恒温晶振在不同加速度下工作时的频率偏移，得到加速度和频率偏移对应关系，并将不同加速度划分为若干工作段；
步骤二，所述传感器感应和恒温晶振的加速度振动频率，并向所述单片机发出频率信号；
步骤三，根据加速度和频率偏移对应关系计算出恒温晶振在不同加速度下的加速度灵敏度和加速度频率偏移值；
步骤四，分别对各工作段加速度灵敏度进行电压输出测试，测量出在不同加速度状态下最适合进行加速度补偿的电压值；
步骤五，当微处理器通过读取所述单片机接收到的频率信号得出对应加速度灵敏度，便可通过电源输出对应电压，对恒温晶振进行加速度补偿。
4.根据权利要求3所述的一种加速度补偿抗振动晶体振荡器的补偿方法，其特征在于，所述步骤三中，通过不同加速度下的加速度灵敏度得到恒温晶振加速度灵敏度关系对应表，将所述关系对应表以数据的形式储存到微处理器中计算得出加速度频率偏移值。
5.根据权利要求4所述的一种加速度补偿抗振动晶体振荡器的补偿方法，其特征在于，所述步骤五中，电源输出的电压加到恒温晶振的压控端引脚上。
6.根据权利要求4所述的一种加速度补偿抗振动晶体振荡器的补偿方法，其特征在于，已补偿的恒温晶振受到加速度作用时，补偿方法包括以下步骤：
步骤六，传感器测量所述恒温晶振受到加速度的数值，并向微处理器发出加速度信号；
步骤七，微处理器接收并读取传感器输出的加速度信号值；
步骤八，根据步骤三中储存在微处理器中的对应关系表可得出恒温晶振对应的加速度灵敏度；
步骤九，计算得恒温晶振在加速度作用下的实时频率偏移值；
步骤十，从电源输出对应电压，可通过电压端对恒温晶振进行加速度补偿。
7.根据权利要求3所述的一种加速度补偿抗振动晶体振荡器的补偿方法，其特征在于，所述步骤五和所述步骤十中的加速度补偿均为分段进行的加速度补偿。
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