CN115632652B - 一种集成晶振器的芯片处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片制造技术领域，揭露了一种集成晶振器的芯片处理方法及装置，包括：将驱动电压输入至芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈，基于晶振器的标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到温频变化率，根据温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，获取晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，将所述输出频率通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成第一电压的交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到第二电压。本发明可以解决伴随芯片处理任务增多导致芯片内部的晶振器稳定性降低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成晶振器的芯片处理方法及装置，属于芯片制造技术领域。
背景技术
振荡器(oscillator)是一种能量转换装置，可将直流电能转换为具有一定频率的交流电能。振荡器具有多种类型，突出代表是基于石英晶体材料构建的晶振器。从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片，可以是正方形、矩形或圆形等)，在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳即构成晶振器。晶振器可产生频率高度稳定的交流信号，具有极大的应用优势。
目前基于晶振器的芯片的主要目的是结合晶振器可稳定输出交流信号的优势从而实现对芯片整体稳定性的控制。但由于芯片是整个数字电路的核心器件，需同时处理多组任务，但目前多数方案并未考虑晶振器伴随处理任务增加后的频率及温度的异常分析，即伴随芯片处理任务的增加，对应的线性增加晶振器的工作电压以提高晶振器内部石英晶体的振动频率及速度，从而容易导致集成晶振器的芯片的稳定性降低的问题。
发明内容
本发明提供一种集成晶振器的芯片处理方法、装置及计算机可读存储介质，其主要目的在于解决伴随芯片处理任务增多导致芯片内部的晶振器稳定性降低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种集成晶振器的芯片处理方法，包括：
接收第一电压并产生驱动电压，其中所述第一电压为直流电压，将所述驱动电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈；
获取所述晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定所述晶振器在当前驱动电压工作下的当前工作频率和当前工作温度；
基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率；
根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，所述调整驱动电压替换当前驱动电压用于驱动晶振器；
获取所述晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到；
将所述输出频率通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成第一电压的交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到第二电压，所述第二电压为交流电压。
可选地，所述基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率，包括：
采用如下公式计算得到晶振器的温频变化率：
其中，ε表示温频变化率，k1为频率调整系数，k2为温度调整系数，T1表示标准工作温度，f1表示标准工作频率，T2表示当前工作温度，f2表示当前工作频率，
表示频率变化率，/>
表示温度变化率，A和A′分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的幅值，F2和F1分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的交流电频率，θ2和θ1分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的初始相位，t表示用于描述晶振器的当前工作频率变化或标准工作频率的变化规律，而构建的时间参数。
可选地，所述根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，之前还包括：
从所述温频变化率中提取频率变化率和温度变化率；
判断所述频率变化率和温度变化率的相关关系；
若所述频率变化率和温度变化率为负相关关系，停止使用芯片并生成芯片异常指令通知相关人员；
若所述频率变化率和温度变化率为正相关关系，根据所述温频变化率计算晶振器的工作异常概率，其中所述工作异常概率的计算方法为：
其中，p(ε)表示工作异常概率，εa表示人为设定的温频变化临界值，pa表示温频变化率小于温频变化临界值时的固定异常概率，μ表示数学期望，σ表示方差；
当晶振器的工作异常概率大于或等于临界异常概率时，停止使用芯片并生成芯片异常指令通知相关人员，其中临界异常概率需大于所述固定异常概率；
当晶振器的工作异常概率小于所述临界异常概率时，根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压。
可选地，所述根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，包括：
确定芯片中两组线圈的线圈匝数，并根据所述数学期望和方差计算得到调整驱动电压，其中计算方法为：
其中，v(ε)表示在温频变化率ε下晶振器的调整驱动电压，Φ为两组线圈的线圈匝数之比，μ表示数学期望，σ表示方差，
为调整驱动电压计算方法的调整因子。
可选地，所述k1和k2均为大于0的常数，所述固定异常概率设置为0.15，所述临界异常概率设定为固定异常概率的4倍值，即0.6。
可选地，所述利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到，包括：
利用下式计算得到晶振器的输出频率：
f(a)＝f0+Δfa
其中，f(a)表示晶振器的输出频率，f0表示晶振器的载波频率，其值由晶振频率决定，Δfa为驱动频率，a表示晶振速度，v(ε)表示调整驱动电压，Vcc表示晶振器所能接受的最大工作电压，kv表示驱动灵敏度，其值由构成晶振器的石英晶片的尺寸、纯度、切型确定。
可选地，所述若所述频率变化率和温度变化率为负相关关系或当晶振器的工作异常概率大于或等于临界异常概率，之后还包括：
启动晶振器所在电路的断路器，并开通备用晶振器所在电路的开关。
可选地，所述晶振器由石英晶体、偏置电路、振荡主电路、限幅电路组成。
可选地，所述芯片还包括保护电阻，保护电阻的电阻最小值的计算方法如下所示：
其中，Rs为保护电阻的电阻最小值，Ls为两组线圈的电感值，Cs为晶振器的电容值，Rm1为第一放大器的电阻值，Rm2为第二放大器的电阻值。
为了解决上述问题，本发明还提供一种集成晶振器的芯片处理装置，所述装置包括：
第一电压输入模块，用于接收第一电压并产生驱动电压，其中所述第一电压为直流电压，将所述驱动电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈；
温频变化率计算模块，用于获取所述晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定所述晶振器在当前驱动电压工作下的当前工作频率和当前工作温度，基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率；
驱动电压生成模块，用于根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，调整驱动电压所述调整驱动电压替换当前驱动电压用于驱动晶振器；
输出频率求解模块，用于获取所述晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到；
第二电压输出模块，用于将所述输出频率通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成第一电压的交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到第二电压，所述第二电压为交流电压。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以实现上述所述的集成晶振器的芯片处理方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的集成晶振器的芯片处理方法。
相比于背景技术所述问题，本发明实施例先接收第一电压并产生驱动电压，其中第一电压可以为直流电压，将所述驱动电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈，为了保证晶振器不会因第一电压任务的增加而影响其稳定性，因此获取晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定晶振器的当前工作频率和当前工作温度，进而基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率，通过晶振器的温频变化率推断晶振器是否能承受与第一电压关联的处理任务，当温频变化率满足在安全范围内，相比于背景技术线性增加晶振器的工作电压来说，本发明实施例根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，由于温频变化率是基于晶振器的自身特性而计算得到，而晶振器的调整驱动电压是根据温频变化率计算得到，可见调整驱动电压的增加是结合了晶振器的当前工作状态，避免简单的线性增加工作电压而带给晶振器超负荷的工作状态。进一步地，当调整驱动电压所述调整驱动电压替换当前驱动电压用于驱动晶振器后，获取所述晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中，输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到，最后将所述输出频率通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成第一电压的交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到交流形式的第二电压，可见本发明实施例在对芯片增加任务时会严格执行对晶振器的状态的分析，从而提高芯片整体的稳定性，因此本发明提出的集成晶振器的芯片处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决伴随芯片处理任务增多导致芯片内部的晶振器稳定性降低的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的集成晶振器的芯片处理方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的集成晶振器的芯片处理装置的功能模块图；
图3为本发明一实施例提供的实现所述集成晶振器的芯片处理方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
本申请实施例提供一种集成晶振器的芯片处理方法。所述集成晶振器的芯片处理方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述集成晶振器的芯片处理方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
实施例1：
参照图1所示，为本发明一实施例提供的集成晶振器的芯片处理方法的流程示意图。在本实施例中，所述集成晶振器的芯片处理方法包括：
S1、接收第一电压并产生驱动电压，其中所述第一电压为直流电压，将所述第一电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路和第二放大器。
本发明其中一个实施例中，集成晶振器的芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器、两组线圈及保护电阻。需解释的是，第一电压由与集成晶振器的芯片关联的其他电路产生。示例性的，第一电压由直流电路产生，希望通过集成晶振器的芯片将直流形式的第一电压转化为交流形式的第二电压，则将第一电压通入至传感器中后，将传感器放入至两组线圈的正中间希望产生交流形式的第二电压。
需解释的是，晶振器具有多种类型，包括皮尔斯、科尔皮兹晶振器等，本发明实施例为提高晶振器的稳定性，在包括石英晶体的同时还构建了偏置电路、振荡主电路、限幅电路从而组成本发明实施例所述的晶振器。
此外，所述保护电阻的电阻最小值需根据晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器、两组线圈的电阻值计算得到，计算方法如下所示：
其中，Rs为保护电阻的电阻最小值，Ls为两组线圈的电感值，Cs为晶振器的电容值，Rm1为第一放大器的电阻值，Rm2为第二放大器的电阻值。
由此可见，当确定保护电阻的电阻最小值以后即可正常运行集成晶振器的芯片。
S2、获取所述晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定所述晶振器在当前驱动电压工作下的当前工作频率和当前工作温度。
需解释的是，示例性的，直流电压需安全转化为交流电压，为防止转化过程因温度过高导致芯片异常引发安全事故，因此本发明实施例为提高安全性，先获取晶振器的标准工作频率和标准工作温度。
可理解的是，不同类型的晶振器的标准工作频率和标准工作温度均有所不同，如晶振器的石英晶体材料纯度，石英晶体所采用的切型等，其中石英晶体所采用的切型包括AT切、SC切及BT切等。由于不同类型的晶振器的结构、切型及材料纯度等原因，因此在生产时已确定好对应的标准工作频率和标准工作温度，本发明实施例直接获取即可。
此外，集成晶振器的芯片一般为并行处理，即为了提高芯片的工作效率，可能有多组线圈，即第一对线圈包括两组用于将第一电压从直流转为交流、第二对线圈用于调整其他电路的电压频率、第三对线圈用于计算其他电路的工作电流等。因此为了保证芯片可安全工作，特别是晶振器的安全性，本发明实施例通过温感器和频率测试仪测量晶振器在当前驱动电压工作下的当前工作频率和当前工作温度。
S3、基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率。
详细地，所述基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率，包括：
采用如下公式计算得到晶振器的温频变化率：
其中，ε表示温频变化率，k1为频率调整系数，k2为温度调整系数，T1表示标准工作温度，f1表示标准工作频率，T2表示当前工作温度，f2表示当前工作频率，
表示频率变化率，/>
表示温度变化率，A和A′分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的幅值，F2和F1分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的交流电频率，θ2和θ1分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的初始相位，t表示用于描述晶振器的当前工作频率变化或标准工作频率的变化规律，而构建的时间参数。
常识性逻辑可知，晶振器的当前工作频率变大时，其功耗也对应增加，则也会引发当前工作温度持续升高，因此晶振器的温频变化率也会随之变大，由此为了保证频率变化率和温度变化率的正相关关系，k1和k2均为大于0的常数。
S4、根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，所述调整驱动电压替换当前驱动电压用于驱动晶振器。
为了保证芯片的正常工作，本发明实施例需确保温频变化率在合理区间段内。详细地，所述根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，之前还包括：
从所述温频变化率中提取频率变化率和温度变化率；
判断所述频率变化率和温度变化率的相关关系；
若所述频率变化率和温度变化率为负相关关系，停止使用芯片并生成芯片异常指令通知相关人员；
若所述频率变化率和温度变化率为正相关关系，根据所述温频变化率计算晶振器的工作异常概率，其中所述工作异常概率的计算方法为：
其中，p(ε)表示工作异常概率，εα表示人为设定的温频变化临界值，pα表示温频变化率小于温频变化临界值时的固定异常概率，μ表示数学期望，σ表示方差；
当晶振器的工作异常概率大于或等于临界异常概率时，停止使用芯片并生成芯片异常指令通知相关人员，其中临界异常概率需大于所述固定异常概率；
当晶振器的工作异常概率小于所述临界异常概率时，根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压。
需理解的是，当晶振器的频率变化率逐渐变大时，表示晶振器的当前工作频率逐渐大于标准工作频率，从常识性推导可知，晶振器的当前工作温度也会伴随升高，即温度变化率也逐渐变大，因此若出现频率变化率和温度变化率为负相关关系时，表明当前工作频率变大而当前工作温度反而下降的现象，由于违反常识的现象发生，极有可能是晶振器内部原件受损，如元件被击穿、石英晶体破裂等，因此需停止晶振器所在芯片的使用并生成芯片异常指令通知相关人员。
进一步地，当发生若所述频率变化率和温度变化率为负相关关系或当晶振器的工作异常概率大于或等于临界异常概率时的现象时，除生成芯片异常指令通知相关人员以为，本发明其中另外一个实施例还包括启动备用晶振器的实施方案，在晶振器所在电路中加入断路器。
详细地，所述若所述频率变化率和温度变化率为负相关关系或当晶振器的工作异常概率大于或等于临界异常概率，之后还包括：
启动晶振器所在电路的断路器，并开通备用晶振器所在电路的开关。
此外，当频率变化率和温度变化率为正相关关系时，则满足常识性推导，则进一步根据所述温频变化率计算晶振器的工作异常概率。由上述可知，当温频变化率在小于温频变化临界值时，表示温频变化率在晶振器的正常工作的变化范围以内，因此无须计算对应的工作异常概率，用人为设定的固定异常概率替代即可，其中本发明实施例所设定的固定异常概率为0.15，即表示晶振器发生异常的概率为15％。
进一步地，当温频变化率在大于或等于温频变化临界值时，表示晶振器的工作状态可能已超负荷，为了保证晶振器可持续正常工作，因此通过上式计算得到工作异常概率，同时人为设定临界异常概率，当工作异常概率大于或等于临界异常概率时，停止使用芯片并生成芯片异常指令通知相关人员。需解释的是，通过晶振器的历史数据可计算出温频变化率对应的数学期望和方差，在此不在赘述。
可理解的是，为保证晶振器持续正常工作，人为设定的临界异常概率需大于固定异常概率，且一般情况下临界异常概率需远远大于固定异常概率，如固定异常概率为0.15，则临界异常概率一般设定为固定异常概率的4倍值，即0.6。
由S1可知，第一电压为直流电，通过集成晶振器的芯片可转为交流电，其中主要原理是通过芯片中的两组线圈产生与第一电压关联的感应电压，并通过晶振器、滤波电路转为交流电，因此在此之前需要保证晶振器具有调整驱动电压以驱动两组线圈产生感应电压。
详细地，所述根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，包括：
确定芯片中两组线圈的线圈匝数，并根据所述数学期望和方差计算得到调整驱动电压，其中计算方法为：
其中，v(ε)表示在温频变化率ε下晶振器的调整驱动电压，Φ为两组线圈的线圈匝数之比，μ表示数学期望，σ表示方差，
为调整驱动电压计算方法的调整因子。
可理解的是，当根据温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压后，将调整驱动电压作为晶振器的驱动电压输入至晶振器，从而提高晶振器内部石英晶体的速度及振动频率，从而更加高效的将第一电压转为第二电压。
S5、获取所述晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到。
由上述可知，晶振器是由石英晶片组成的具有完整电路的仪器，若将晶振器加入交变电压后，石英晶片就会产生机械振动，机械形变振动又会产生交变电场，尽管这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率具有十分稳定的特性，因此用于驱动两组线圈生成第一电压的交感电压也同样极其稳定和精确。
进一步地，本发明其中一个实施例中，晶振器暂时未开始工作，故当晶振器在调整驱动电压的作用下，其石英晶片会产生机械振动，从而可得到晶振速度及晶振频率。
本发明另外一个实施例中，晶振器已经开始工作，其也产生对应的当前工作频率及当前工作温度，但在调整驱动电压的作用下，晶振器的石英晶片会产生更激烈的机械振动，但不管哪种实施例均可会产生对应的晶振速度及晶振频率。
详细地，所述利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到，包括：
利用下式计算得到晶振器的输出频率：
f(a)＝f0+Δfa
其中，f(a)表示晶振器的输出频率，f0表示晶振器的载波频率，其值由晶振频率决定，Δfa为驱动频率，a表示晶振速度，v(ε)表示调整驱动电压，Vcc表示晶振器所能接受的最大工作电压，kv表示驱动灵敏度，其值由构成晶振器的石英晶片的尺寸、纯度、切型确定。
可理解的是，通过上式可计算得到晶振器在调整驱动电压下的输出频率，即晶振器通过机械振动形成交变电场的输出频率，其具有极其稳定的特征从而可保证线圈的稳定工作。
S6、将所述输出频率通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成第一电压的交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到第二电压，所述第二电压为交流电压。
根据上述可知，晶振器通过机械振动而产生的交变电场虽然稳定但较微弱，因此通过第一放大器执行放大后可得到放大电场，通过放大电场驱动两组线圈运动，从而生成第一电压的交感电压。
需理解的是，滤波电路的作用是尽可能减小直流电中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压的波形变得更加平滑。因此本发明另一实施例中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、第二放大器及两组线圈，即所述通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到第二电压可被替换为：通过第二放大器调制所述交感电压得到第二电压。
即滤波电路是否使用的主要依据在于用户需求，如用户输入的是直流电形式的第一电压，希望集成晶振器的芯片输出的是交流电形式的第二电压，则滤波电路不被使用，若用户输入的是直流电形式的第一电压，希望集成晶振器的芯片输出的也是直流电形式的第二电压，则滤波电路需要被使用。
相比于背景技术所述问题，本发明实施例先接收第一电压并产生驱动电压，其中第一电压可以为直流电压，将所述驱动电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈，为了保证晶振器不会因第一电压任务的增加而影响其稳定性，因此获取晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定晶振器的当前工作频率和当前工作温度，进而基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率，通过晶振器的温频变化率推断晶振器是否能承受与第一电压关联的处理任务，当温频变化率满足在安全范围内，相比于背景技术线性增加晶振器的工作电压来说，本发明实施例根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，由于温频变化率是基于晶振器的自身特性而计算得到，而晶振器的调整驱动电压是根据温频变化率计算得到，可见调整驱动电压的增加是结合了晶振器的当前工作状态，避免简单的线性增加工作电压而带给晶振器超负荷的工作状态。进一步地，当调整驱动电压所述调整驱动电压替换当前驱动电压用于驱动晶振器后，获取所述晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到，最后将所述输出频率通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成第一电压的交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到交流形式的第二电压，可见本发明实施例在对芯片增加任务时会严格执行对晶振器的状态的分析，从而提高芯片整体的稳定性，因此本发明提出的集成晶振器的芯片处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决伴随芯片处理任务增多导致芯片内部的晶振器稳定性降低的问题。
实施例2：
如图2所示，是本发明一实施例提供的集成晶振器的芯片处理装置的功能模块图。
本发明所述集成晶振器的芯片处理装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述集成晶振器的芯片处理装置100可以包括第一电压输入模块101、温频变化率计算模块102、驱动电压生成模块103、输出频率求解模块104及第二电压输出模块105。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
所述第一电压输入模块101，用于接收第一电压并产生驱动电压，其中所述第一电压为直流电压，将所述驱动电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈；
所述温频变化率计算模块102，用于获取所述晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定所述晶振器在当前驱动电压工作下的当前工作频率和当前工作温度，基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率；
所述驱动电压生成模块103，用于根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，所述调整驱动电压替换当前驱动电压用于驱动晶振器；
所述输出频率求解模块104，用于获取所述晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到；
所述第二电压输出模块105，用于将所述输出频率通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成第一电压的交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到第二电压，所述第二电压为交流电压。
详细地，本发明实施例中所述集成晶振器的芯片处理装置100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的集成晶振器的芯片处理方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
实施例3：
如图3所示，是本发明一实施例提供的实现集成晶振器的芯片处理方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11、总线12和通信接口13，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如集成晶振器的芯片处理程序。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(SecureDigital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如集成晶振器的芯片处理程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块(例如集成晶振器的芯片处理程序等)，以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的集成晶振器的芯片处理程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
接收第一电压并产生驱动电压，其中所述第一电压为直流电压，将所述驱动电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈；
获取所述晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定所述晶振器在当前驱动电压工作下的当前工作频率和当前工作温度；
基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率；
根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，调整驱动电压所述调整驱动电压替换当前驱动电压用于驱动晶振器；
获取所述晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到；
将所述输出频率通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成第一电压的交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到第二电压，所述第二电压为交流电压。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
接收第一电压并产生驱动电压，其中所述第一电压为直流电压，将所述驱动电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈；
获取所述晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定所述晶振器在当前驱动电压工作下的当前工作频率和当前工作温度。
Claims (9)
1.一种集成晶振器的芯片处理方法，其特征在于，所述方法包括：
接收第一电压并产生驱动电压，其中所述第一电压为直流电压，将所述驱动电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈；
获取所述晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定所述晶振器在当前驱动电压工作下的当前工作频率和当前工作温度；
基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率；
根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，所述调整驱动电压替换当前驱动电压用于驱动晶振器；
获取所述晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到；
将所述输出频率对应的信号通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到第二电压，所述第二电压为交流电压；
所述基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率，包括：
采用如下公式计算得到晶振器的温频变化率：
其中，ε表示温频变化率，k1为频率调整系数，k2为温度调整系数，T1表示标准工作温度，f1表示标准工作频率，T2表示当前工作温度，f2表示当前工作频率，
表示频率变化率，/>
表示温度变化率，A和A′分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的幅值，F2和F1分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的交流电频率，θ2和θ1分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的初始相位，t表示用于描述晶振器的当前工作频率变化或标准工作频率的变化规律，而构建的时间参数。
2.如权利要求1所述的集成晶振器的芯片处理方法，其特征在于，所述根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，之前还包括：
从所述温频变化率中提取频率变化率和温度变化率；
判断所述频率变化率和温度变化率的相关关系；
若所述频率变化率和温度变化率为负相关关系，停止使用芯片并生成芯片异常指令通知相关人员；
若所述频率变化率和温度变化率为正相关关系，根据所述温频变化率计算晶振器的工作异常概率，其中所述工作异常概率的计算方法为：
其中，p(ε)表示工作异常概率，εa表示人为设定的温频变化临界值，pa表示温频变化率小于温频变化临界值时的固定异常概率，μ表示数学期望，σ表示方差；
当晶振器的工作异常概率大于或等于临界异常概率时，停止使用芯片并生成芯片异常指令通知相关人员，其中临界异常概率需大于所述固定异常概率；
当晶振器的工作异常概率小于所述临界异常概率时，根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压。
3.如权利要求2所述的集成晶振器的芯片处理方法，其特征在于，所述根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，包括：
确定芯片中两组线圈的线圈匝数，并根据所述数学期望和方差计算得到调整驱动电压，其中计算方法为：
其中，v(ε)表示在温频变化率ε下晶振器的调整驱动电压，Φ为两组线圈的线圈匝数之比，μ表示数学期望，σ表示方差，
为调整驱动电压计算方法的调整因子。
4.如权利要求3所述的集成晶振器的芯片处理方法，其特征在于，所述k1和k2均为大于0的常数，所述固定异常概率设置为0.15，所述临界异常概率设定为固定异常概率的4倍值，即0.6。
5.如权利要求1所述的集成晶振器的芯片处理方法，其特征在于，所述利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到，包括：
利用下式计算得到晶振器的输出频率：
f(a)＝f0+Δfa
其中，f(a)表示晶振器的输出频率，f0表示晶振器的载波频率，其值由晶振频率决定，Δfa为驱动频率，a表示晶振速度，v(ε)表示调整驱动电压，Vcc表示晶振器所能接受的最大工作电压，kv表示驱动灵敏度，其值由构成晶振器的石英晶片的尺寸、纯度、切型确定。
6.如权利要求2所述的集成晶振器的芯片处理方法，其特征在于，所述若所述频率变化率和温度变化率为负相关关系或当晶振器的工作异常概率大于或等于临界异常概率，之后还包括：
启动晶振器所在电路的断路器，并开通备用晶振器所在电路的开关。
7.如权利要求5所述的集成晶振器的芯片处理方法，其特征在于，所述晶振器由石英晶体、偏置电路、振荡主电路、限幅电路组成。
8.如权利要求7所述的集成晶振器的芯片处理方法，其特征在于，所述芯片还包括保护电阻，保护电阻的电阻最小值的计算方法如下所示：
其中，Rs为保护电阻的电阻最小值，Ls为两组线圈的电感值，Cs为晶振器的电容值，Rm1为第一放大器的电阻值，Rm2为第二放大器的电阻值。
9.一种集成晶振器的芯片处理装置，其特征在于，所述装置包括：
第一电压输入模块，用于接收第一电压并产生驱动电压，其中所述第一电压为直流电压，将所述驱动电压输入至集成晶振器的所述芯片中，所述芯片包括晶振器、第一放大器、滤波电路、第二放大器及两组线圈；
温频变化率计算模块，用于获取所述晶振器的标准工作频率和标准工作温度，并确定所述晶振器在当前驱动电压工作下的当前工作频率和当前工作温度，基于标准工作频率、标准工作温度、当前工作频率及当前工作温度计算得到晶振器的温频变化率，包括：采用如下公式计算得到晶振器的温频变化率：
其中，ε表示温频变化率，k1为频率调整系数，k2为温度调整系数，T1表示标准工作温度，f1表示标准工作频率，T2表示当前工作温度，f2表示当前工作频率，
表示频率变化率，/>
表示温度变化率，A和A′分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的幅值，F2和F1分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的交流电频率，θ2和θ1分别表示晶振器在当前工作下和标准工作下的初始相位，t表示用于描述晶振器的当前工作频率变化或标准工作频率的变化规律，而构建的时间参数；
驱动电压生成模块，用于根据所述温频变化率计算得到晶振器的调整驱动电压，所述调整驱动电压替换当前驱动电压用于驱动晶振器；
输出频率求解模块，用于获取所述晶振器在调整驱动电压下的晶振速度及晶振频率，利用所述晶振速度及晶振频率计算晶振器的输出频率，其中输出频率由载波频率和驱动频率相加组成，驱动频率由调整驱动电压计算得到；
第二电压输出模块，用于将所述输出频率对应的信号通过第一放大器执行放大后驱动两组线圈生成交感电压，并通过滤波电路、第二放大器调制所述交感电压得到第二电压，所述第二电压为交流电压。
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