CN116886093A - 一种压电实时时钟振荡器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种压电实时时钟振荡器，通过压电实时时钟振荡器相位控制电路包括相位检测器来检测输入信号的相位；常见的相位检测器是锁相环（PLL）或相位比较器；相位检测器的输出将作为反馈信号输入到锁相环中；锁相环有效产生调节的输出频率，压电实时时钟振荡器频率控制电路的输入信号源提供待调节的信号输入；相位锁定环是一种常见的频率控制电路，由相位比较器、电压控制振荡器（VCO）、分频器和滤波器组成；输入信号通过相位比较器和参考信号进行相位比较，产生控制信号，然后由VCO产生调节的输出频率；控制电路用于调节相位锁定环的控制信号，以对输出频率的控制。

Description

一种压电实时时钟振荡器
技术领域
本发明涉及振荡器领域，具体而言，涉及一种压电实时时钟振荡器。
背景技术
时钟振荡器是现代电子设备中非常重要的组成部分，它为电子系统提供了时间基准，常见的时钟振荡器类型包括晶体振荡器、LC振荡器、RC振荡器等。晶体振荡器是最常见的一种，它利用晶体的谐振特性来产生稳定的频率。它通常由一个晶体振荡器提供时间基准。时钟振荡器是一种用于产生稳定的时钟信号的电路或设备。它通常由一个振荡器电路和一个频率分频电路组成。振荡器电路会产生一个基准频率的信号，而频率分频电路则会将这个信号分频为更低的频率，用于驱动时钟信号，在数字系统中，时钟信号用于同步各个部件的操作，确保它们按照预定的顺序和时间间隔进行工作。而在模拟系统中，时钟信号则用于同步采样和处理模拟信号，然而，传统的晶体振荡器受到温度变化和机械冲击的影响，导致时间精度下降。因此我们对此做出改进，提出一种压电实时时钟振荡器。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种压电实时时钟振荡器，包括压电振荡元件驱动电路、锁相环压电实时时钟振荡器电路、电荷放大器压电实时时钟振荡器电路，其特征在于，所述压电振荡元件驱动电路和锁相环压电实时时钟振荡器电路电线连接，所述锁相环压电实时时钟振荡器模块和所述电荷放大器压电实时时钟振荡器模块电线连接；压电振荡器由压电晶体和相关模块组成，压电晶体通过压电效应产生机械振动，进而产生电压信号，压电振荡器用于提供稳定的时钟信号；锁相环模块：锁相环模块由相位比较器、电压控制振荡器、分频器和滤波器组成，锁相环模块将压电振荡器的输出信号与参考信号进行相位比较，并通过调节VCO的输出频率来使两者的相位差保持稳定；参考信号源提供稳定的参考信号，用于与压电振荡器的输出信号进行相位比较。
作为本发明优选的技术方案，还包括滤波电路压电实时时钟振荡器电路，所述滤波电路压电实时时钟振荡器电路包括压电振荡元件，压电振荡元件（PZT）的一个电极连接到电源正极，另一个电极连接到电容器（C）的一端；电容器（C）的另一端连接到电阻器（R）的一端；电阻器（R）的另一端连接到地（电路的共地）；滤波电路的输出端连接到后续的放大器电路或其他信号处理电路。
作为本发明优选的技术方案，还包括压电振荡元件电极电路，所述压电振荡元件电极电路接触待测物体或环境的导电部件；电极是金属电极、电解质电极、半导体电极信号调理模块：信号调理模块用于处理电极接收到的信号，以满足特定的测量或控制要求；信号调理包括放大器、滤波器、采样模块信号采集模块：信号采集模块用于将信号调理模块处理后的信号采集到数据采集设备或其他模块模块中；信号采集模块是模拟接口模块或数字接口模块，具体取决于要使用的采集设备。
作为本发明优选的技术方案，还包括压电实时时钟振荡器温度补偿电路，所述压电实时时钟振荡器温度补偿电路包括温度传感器，所述温度传感器连接到时钟振荡器电路，温度传感器的输出连接到温度补偿电路的输入端；温度补偿电路根据温度传感器的输出信号，产生补偿信号；补偿信号通过电压控制电压控制振荡器（VCXO）或频率控制振荡器（FCXO）的电压控制端；VCXO或FCXO的输出连接到时钟电路或其他需要温度补偿的电路。
作为本发明优选的技术方案，还包括压电实时时钟振荡器抗干扰电路，时钟振荡器模块产生稳定的时钟信号；常见的时钟振荡器模块包括晶体振荡器模块、RC振荡器模块；滤波模块用于滤除时钟信号中的噪声和干扰；常见的滤波模块包括低通滤波器、带通滤波器；放大模块：放大模块用于放大时钟信号的幅度，以确保信号能够正常传输；常见的放大模块包括放大器、运放；反馈模块用于稳定时钟振荡器的频率和幅度；常见的反馈模块包括反馈电阻、反馈电容；电源模块：电源模块为整个模块提供稳定的电源供应；常见的电源模块包括电源滤波器、电源稳压器。
作为本发明优选的技术方案，还包括压电实时时钟振荡器稳定性检测电路，所述压电实时时钟振荡器稳定性检测电路包括参考电压源，所述参考电压源：稳定性检测电路通常需要一个稳定的参考电压源；常见的参考电压源是基准电压源芯片或者稳压二极管；比较器：比较器用于将被测量的电压和参考电压进行比较，并产生相应的输出信号；常见的比较器是运算放大器的比较模式或者的比较器芯片。
作为本发明优选的技术方案，还包括压电实时时钟振荡器功耗控制电路，压电实时时钟振荡器功耗控制电路包括多个传感器来监测电路的功耗；传感器是电流传感器、电压传感器或功率传感器，控制逻辑电路用于根据比较器的输出信号来控制功耗；根据具体需求，控制逻辑电路采用数字逻辑电路、微控制器或控制芯片。
作为本发明优选的技术方案，还包括压电实时时钟振荡器相位控制电路，所述压电实时时钟振荡器相位控制电路包括相位检测器来检测输入信号的相位；常见的相位检测器是锁相环（PLL）或相位比较器；参考信号源：相位控制电路需要一个参考信号源来提供稳定的参考相位；参考信号源是晶体振荡器、频率合成器；锁相环（PLL）：采用锁相环作为相位控制电路的核心，相位检测器的输出将作为反馈信号输入到锁相环中；锁相环还包括一个VCO用于产生调节的输出频率。
作为本发明优选的技术方案，还包括压电实时时钟振荡器幅度控制电路，所述压电实时时钟振荡器幅度控制电路的输入信号源提供待调节的信号输入；输入信号源是信号发生器、音频源、射频源；放大电路：放大电路用于放大输入信号的幅度；常见的放大电路是放大器、运放；控制电路：控制电路用于调节放大电路的增益或衰减，对输入信号幅度的控制；控制电路采用电阻、变电阻、电容或其他调控元器件。
作为本发明优选的技术方案，还包括压电实时时钟振荡器频率控制电路，所述压电实时时钟振荡器频率控制电路的输入信号源提供待调节的信号输入；输入信号源是信号发生器、振荡器、计数器；相位锁定环（PLL）：相位锁定环是一种常见的频率控制电路，由相位比较器、电压控制振荡器（VCO）、分频器和滤波器组成；输入信号通过相位比较器和参考信号进行相位比较，产生控制信号，然后由VCO产生调节的输出频率；控制电路：控制电路用于调节相位锁定环的控制信号，以对输出频率的控制；控制电路采用锁相环的反馈环路进行调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
在本发明的方案中：
1.通过压电实时时钟振荡器相位控制电路包括相位检测器来检测输入信号的相位；常见的相位检测器是锁相环（PLL）或相位比较器；参考信号源：相位控制电路需要一个参考信号源来提供稳定的参考相位；参考信号源是晶体振荡器、频率合成器；锁相环（PLL）：采用锁相环作为相位控制电路的核心，相位检测器的输出将作为反馈信号输入到锁相环中；锁相环有效产生调节的输出频率。
2.通过压电实时时钟振荡器幅度控制电路的输入信号源提供待调节的信号输入；输入信号源是信号发生器、音频源、射频源；放大电路：放大电路用于放大输入信号的幅度；常见的放大电路是放大器、运放；控制电路：控制电路用于调节放大电路的增益或衰减，有效对输入信号幅度的控制。
3.通过压电实时时钟振荡器频率控制电路的输入信号源提供待调节的信号输入；输入信号源是信号发生器、振荡器、计数器；相位锁定环（PLL）：相位锁定环是一种常见的频率控制电路，由相位比较器、电压控制振荡器（VCO）、分频器和滤波器组成；输入信号通过相位比较器和参考信号进行相位比较，产生控制信号，然后由VCO产生调节的输出频率；控制电路：控制电路用于调节相位锁定环的控制信号，以对输出频率的控制；控制电路采用锁相环的反馈环路进行调节。
附图说明
图1为本发明提供的压电振荡元件驱动电路结构示意图；
图2为本发明提供锁相环压电实时时钟振荡器电路图；
图3为本发明提供电荷放大器压电实时时钟振荡器电路图；
图4为本发明提供滤波电路压电实时时钟振荡器电路图。
实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例1：请参阅图1-4，一种压电实时时钟振荡器，包括压电振荡元件驱动电路、锁相环压电实时时钟振荡器电路、电荷放大器压电实时时钟振荡器电路，压电振荡元件驱动电路和锁相环压电实时时钟振荡器电路电线连接，锁相环压电实时时钟振荡器模块和电荷放大器压电实时时钟振荡器模块电线连接；压电振荡器由压电晶体和相关模块组成，压电晶体通过压电效应产生机械振动，进而产生电压信号，压电振荡器用于提供稳定的时钟信号；锁相环模块：锁相环模块由相位比较器、电压控制振荡器、分频器和滤波器组成，锁相环模块将压电振荡器的输出信号与参考信号进行相位比较，并通过调节VCO的输出频率来使两者的相位差保持稳定；参考信号源提供稳定的参考信号，用于与压电振荡器的输出信号进行相位比较。
滤波电路压电实时时钟振荡器电路包括压电振荡元件，压电振荡元件（PZT）的一个电极连接到电源正极，另一个电极连接到电容器（C）的一端；电容器（C）的另一端连接到电阻器（R）的一端；电阻器（R）的另一端连接到地（电路的共地）；滤波电路的输出端连接到后续的放大器电路或其他信号处理电路。
压电振荡元件电极电路接触待测物体或环境的导电部件；电极是金属电极、电解质电极、半导体电极信号调理模块：信号调理模块用于处理电极接收到的信号，以满足特定的测量或控制要求；信号调理包括放大器、滤波器、采样模块信号采集模块：信号采集模块用于将信号调理模块处理后的信号采集到数据采集设备或其他模块模块中；信号采集模块是模拟接口模块或数字接口模块，具体取决于要使用的采集设备。
压电实时时钟振荡器温度补偿电路包括温度传感器，温度传感器连接到时钟振荡器电路，温度传感器的输出连接到温度补偿电路的输入端；温度补偿电路根据温度传感器的输出信号，产生补偿信号；补偿信号通过电压控制电压控制振荡器（VCXO）或频率控制振荡器（FCXO）的电压控制端；VCXO或FCXO的输出连接到时钟电路或其他需要温度补偿的电路。
时钟振荡器模块产生稳定的时钟信号；常见的时钟振荡器模块包括晶体振荡器模块、RC振荡器模块；滤波模块用于滤除时钟信号中的噪声和干扰；常见的滤波模块包括低通滤波器、带通滤波器；放大模块：放大模块用于放大时钟信号的幅度，以确保信号能够正常传输；常见的放大模块包括放大器、运放；反馈模块用于稳定时钟振荡器的频率和幅度；常见的反馈模块包括反馈电阻、反馈电容；电源模块：电源模块为整个模块提供稳定的电源供应；常见的电源模块包括电源滤波器、电源稳压器。
压电实时时钟振荡器稳定性检测电路包括参考电压源，参考电压源：稳定性检测电路通常需要一个稳定的参考电压源；常见的参考电压源是基准电压源芯片或者稳压二极管；比较器：比较器用于将被测量的电压和参考电压进行比较，并产生相应的输出信号；常见的比较器是运算放大器的比较模式或者比较器芯片。
压电实时时钟振荡器功耗控制电路包括多个传感器来监测电路的功耗；传感器是电流传感器、电压传感器或功率传感器，控制逻辑电路用于根据比较器的输出信号来控制功耗；根据具体需求，控制逻辑电路采用数字逻辑电路、微控制器或控制芯片。
压电实时时钟振荡器相位控制电路包括相位检测器来检测输入信号的相位；常见的相位检测器是锁相环（PLL）或相位比较器；参考信号源：相位控制电路需要一个参考信号源来提供稳定的参考相位；参考信号源是晶体振荡器、频率合成器；锁相环作为相位控制电路的核心，相位检测器的输出将作为反馈信号输入到锁相环中；锁相环还包括一个VCO用于产生调节的输出频率。
还包括压电实时时钟振荡器幅度控制电路，压电实时时钟振荡器幅度控制电路的输入信号源提供待调节的信号输入；输入信号源是信号发生器、音频源、射频源；放大电路：放大电路用于放大输入信号的幅度；常见的放大电路是放大器、运放；控制电路：控制电路用于调节放大电路的增益或衰减，对输入信号幅度的控制；控制电路采用电阻、变电阻、电容或其他调控元器件。
压电实时时钟振荡器频率控制电路的输入信号源提供待调节的信号输入；输入信号源是信号发生器、振荡器、计数器；相位锁定环是一种常见的频率控制电路，由相位比较器、电压控制振荡器（VCO）、分频器和滤波器组成；输入信号通过相位比较器和参考信号进行相位比较，产生控制信号，然后由VCO产生调节的输出频率；控制电路：控制电路用于调节相位锁定环的控制信号，以对输出频率的控制；控制电路采用锁相环的反馈环路进行调节。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种压电实时时钟振荡器，包括压电振荡元件驱动电路、锁相环压电实时时钟振荡器电路、电荷放大器压电实时时钟振荡器电路，其特征在于，所述压电振荡元件驱动电路和锁相环压电实时时钟振荡器电路电线连接，所述锁相环压电实时时钟振荡器模块和所述电荷放大器压电实时时钟振荡器模块电线连接；压电振荡器由压电晶体和相关模块组成，压电晶体通过压电效应产生机械振动，进而产生电压信号，压电振荡器用于提供稳定的时钟信号；锁相环模块：锁相环模块由相位比较器、电压控制振荡器、分频器和滤波器组成，锁相环模块将压电振荡器的输出信号与参考信号进行相位比较，并通过调节VCO的输出频率来使两者的相位差保持稳定；参考信号源提供稳定的参考信号，用于与压电振荡器的输出信号进行相位比较。
2.根据权利要求1所述的一种压电实时时钟振荡器，其特征在于，还包括滤波电路压电实时时钟振荡器电路，所述滤波电路压电实时时钟振荡器电路包括压电振荡元件，压电振荡元件（PZT）的一个电极连接到电源正极，另一个电极连接到电容器（C）的一端；电容器（C）的另一端连接到电阻器（R）的一端；电阻器（R）的另一端连接到地（电路的共地）；滤波电路的输出端连接到后续的放大器电路或其他信号处理电路。
3.根据权利要求2所述的一种压电实时时钟振荡器，其特征在于，还包括压电振荡元件电极电路，所述压电振荡元件电极电路接触待测物体或环境的导电部件；电极是金属电极、电解质电极、半导体电极信号调理模块：信号调理模块用于处理电极接收到的信号，以满足特定的测量或控制要求；信号调理包括放大器、滤波器、采样模块信号采集模块：信号采集模块用于将信号调理模块处理后的信号采集到数据采集设备或其他模块模块中；信号采集模块是模拟接口模块或数字接口模块，具体取决于要使用的采集设备。
4.根据权利要求3所述的一种压电实时时钟振荡器，其特征在于，还包括压电实时时钟振荡器温度补偿电路，所述压电实时时钟振荡器温度补偿电路包括温度传感器，所述温度传感器连接到时钟振荡器电路，温度传感器的输出连接到温度补偿电路的输入端；温度补偿电路根据温度传感器的输出信号，产生补偿信号；补偿信号通过电压控制电压控制振荡器（VCXO）或频率控制振荡器（FCXO）的电压控制端；VCXO或FCXO的输出连接到时钟电路或其他需要温度补偿的电路。
5.根据权利要求4所述的一种压电实时时钟振荡器，其特征在于，还包括压电实时时钟振荡器抗干扰电路，时钟振荡器模块产生稳定的时钟信号；常见的时钟振荡器模块包括晶体振荡器模块、RC振荡器模块；滤波模块用于滤除时钟信号中的噪声和干扰；常见的滤波模块包括低通滤波器、带通滤波器；放大模块：放大模块用于放大时钟信号的幅度，以确保信号能够正常传输；常见的放大模块包括放大器、运放；反馈模块用于稳定时钟振荡器的频率和幅度；常见的反馈模块包括反馈电阻、反馈电容；电源模块：电源模块为整个模块提供稳定的电源供应；常见的电源模块包括电源滤波器、电源稳压器。
6.根据权利要求5所述的一种压电实时时钟振荡器，其特征在于，还包括压电实时时钟振荡器稳定性检测电路，所述压电实时时钟振荡器稳定性检测电路包括参考电压源，所述参考电压源：稳定性检测电路通常需要一个稳定的参考电压源；常见的参考电压源是基准电压源芯片或者稳压二极管；比较器：比较器用于将被测量的电压和参考电压进行比较，并产生相应的输出信号；常见的比较器是运算放大器的比较模式或者的比较器芯片。
7.根据权利要求6所述的一种压电实时时钟振荡器，其特征在于，还包括压电实时时钟振荡器功耗控制电路，压电实时时钟振荡器功耗控制电路包括多个传感器来监测电路的功耗；传感器是电流传感器、电压传感器或功率传感器，控制逻辑电路用于根据比较器的输出信号来控制功耗；根据具体需求，控制逻辑电路采用数字逻辑电路、微控制器或控制芯片。
8.根据权利要求7所述的一种压电实时时钟振荡器，其特征在于，还包括压电实时时钟振荡器相位控制电路，所述压电实时时钟振荡器相位控制电路包括相位检测器来检测输入信号的相位；常见的相位检测器是锁相环（PLL）或相位比较器；参考信号源：相位控制电路需要一个参考信号源来提供稳定的参考相位；参考信号源是晶体振荡器、频率合成器；锁相环（PLL）：采用锁相环作为相位控制电路的核心，相位检测器的输出将作为反馈信号输入到锁相环中；锁相环还包括一个VCO用于产生调节的输出频率。
9.根据权利要求8所述的一种压电实时时钟振荡器，其特征在于，还包括压电实时时钟振荡器幅度控制电路，所述压电实时时钟振荡器幅度控制电路的输入信号源提供待调节的信号输入；输入信号源是信号发生器、音频源、射频源；放大电路：放大电路用于放大输入信号的幅度；常见的放大电路是放大器、运放；控制电路：控制电路用于调节放大电路的增益或衰减，对输入信号幅度的控制；控制电路采用电阻、变电阻、电容或其他调控元器件。
10.根据权利要求9所述的一种压电实时时钟振荡器，其特征在于，还包括压电实时时钟振荡器频率控制电路，所述压电实时时钟振荡器频率控制电路的输入信号源提供待调节的信号输入；输入信号源是信号发生器、振荡器、计数器；相位锁定环（PLL）：相位锁定环是一种常见的频率控制电路，由相位比较器、电压控制振荡器（VCO）、分频器和滤波器组成；输入信号通过相位比较器和参考信号进行相位比较，产生控制信号，然后由VCO产生调节的输出频率；控制电路：控制电路用于调节相位锁定环的控制信号，以对输出频率的控制；控制电路采用锁相环的反馈环路进行调节。
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