KR101124191B1 - 수정 발진기에 대한 온도 보상 - Google Patents

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KR101124191B1
KR101124191B1 KR1020107011509A KR20107011509A KR101124191B1 KR 101124191 B1 KR101124191 B1 KR 101124191B1 KR 1020107011509 A KR1020107011509 A KR 1020107011509A KR 20107011509 A KR20107011509 A KR 20107011509A KR 101124191 B1 KR101124191 B1 KR 101124191B1
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다니엘 프레드 필리포빅
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퀄컴 인코포레이티드
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    • H—ELECTRICITY
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    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
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Abstract

수정 발진기에 대한 온도 보상된 주파수 추정치를 생성하는 방법 및 장치가 개시되어 있고, 여기서 수정 및 발진기의 온도 양자가 설명된다. 수정 온도 측정은 제 1 주파수 성분을 생성하기 위해 사용된다. 발진기 온도 측정과 제 2 온도 사이의 차이는 스케일링되며, 제 2 주파수 성분을 생성하기 위해 사용된다. 제 1 및 제 2 주파수 성분이 합산되어 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성할 수도 있다. 일 실시형태에서, 계산은 슬로프 도메인에서 수행될 수도 있다.

Description

수정 발진기에 대한 온도 보상{TEMPERATURE COMPENSATION FOR CRYSTAL OSCILLATORS}
본 개시물은 주파수 소스에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는, 수정 발진기에 대한 온도 보상에 관한 것이다.
회로 설계에서 주파수 소스로서 수정 발진기 (XO) 가 사용된다. 통상의 수정 발진기에서, 공칭 공진 주파수를 갖는 수정 진동자가 공칭 출력 주파수를 갖는 신호를 생성하는 발진기 회로에 커플링된다. 실제로, 수정의 공진 주파수와 발진기의 출력 주파수 양자는 온도 및 에이징 (aging) 과 같은 팩터에 따라 변화할 수도 있다. 수정 발진기에 대한 통상의 온도 보상 방식은, 수정의 온도 및 발진기의 온도가 동일하다는 것을 가정한다.
그러나, 일부 회로 설계에서, 수정과 발진기 사이의 온도차가 고려될 필요가 있을 수도 있다. 수정과 발진기 사이의 온도차를 설명할 수 있는 수정 발진기에 대한 온도 보상 방식이 필요하다.
본 개시물의 일 양태는 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법을 제공하며, 이 방법은, 측정된 발진기 온도를 수신하는 단계; 측정된 수정 온도를 수신하는 단계; 측정된 수정 온도에 기초하여 제 1 주파수 성분을 생성하는 단계; 제 2 주파수 성분을 생성하는 단계로서, 측정된 발진기 온도와 제 2 온도 항 (term) 사이의 차이를 계산하는 단계를 포함하며, 상기 차이의 함수를 계산하는 단계를 더 포함하는, 상기 제 2 주파수 성분을 생성하는 단계; 및 제 1 및 제 2 주파수 성분에 기초하여 주파수 추정치를 생성하는 단계를 포함한다.
다른 양태는 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 장치를 제공하며, 이 장치는, 측정된 수정 온도에 기초하여 제 1 주파수 성분을 생성하는 제 1 주파수 성분 생성기; 및 제 2 주파수 성분을 생성하는 제 2 주파수 성분 생성기를 포함하며, 제 2 주파수 성분은 측정된 발진기 온도와 제 2 온도 항 사이의 차이의 함수를 포함하며, 주파수 추정치는 제 1 및 제 2 주파수 성분을 포함한다.
또 다른 양태는 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하며, 이 제품은, 컴퓨터로 하여금 측정된 발진기 온도를 수신하게 하는 코드; 컴퓨터로 하여금 측정된 수정 온도를 수신하게 하는 코드; 컴퓨터로 하여금 측정된 수정 온도에 기초하여 제 1 주파수 성분을 생성하게 하는 코드; 컴퓨터로 하여금 제 2 주파수 성분을 생성하게 하는 코드로서, 제 2 주파수 성분은 측정된 발진기 온도와 제 2 온도 항 사이의 차이의 함수를 포함하는, 상기 제 2 주파수 성분을 생성하게 하는 코드; 및 컴퓨터로 하여금 제 1 및 제 2 주파수 성분에 기초하여 주파수 추정치를 생성하게 하는 코드를 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함한다.
도 1 은 본 개시물에 따른 수정 발진기의 실시형태를 도시한다.
도 1a 는 온도에 대한 통상의 발진기 주파수
Figure 112010033713260-pct00001
의 의존성을 도시하며, 여기서 수정 온도
Figure 112010033713260-pct00002
는 발진기 온도
Figure 112010033713260-pct00003
와 동일한 것으로 가정되며, 온도 모두는
Figure 112010033713260-pct00004
로 칭한다.
도 2 는 식 1 을 구현하는 블록 (250) 의 실시형태를 도시한다.
도 3 은 주파수 도메인에 반대되는 것으로서 슬로프 (시간에서의 변화율) 도메인에서 식 1 을 구현하는 블록 (350) 의 실시형태를 도시한다.
도 3a 는 슬로프 추정기의 실시형태를 도시한다.
도 4 는 도 3 에서의 블록 (350) 에 의해 계산된 주파수 추정기 출력 (410) 이 다른 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00005
와 더 결합되는 실시형태를 도시한다.
도 5 는 주파수 추정기 출력 (510) 이 대안의 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00006
와 결합되는 다른 실시형태를 도시한다.
도 6 은 수정 주파수
Figure 112010033713260-pct00007
에 대한 수정 온도
Figure 112010033713260-pct00008
에 관한 통상의 함수를 도시한다.
도 7 은 발진기 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00009
이 함수
Figure 112010033713260-pct00010
로부터 유도되는 실시형태를 도시한다.
수정과 발진기 사이의 온도차를 설명하는 온도 보상 기술이 여기에 개시된다.
도 1 은 본 개시물에 따른 수정 발진기의 실시형태를 도시한다. 수정 (X; 100) 이 발진기 회로 (OSC; 110) 에 커플링된다. 수정 온도 센서 (101) 는 수정 (100) 의 온도를 감지하며, 거기에 대응하는 아날로그 신호 (
Figure 112010033713260-pct00011
) 를 생성한다. 아날로그-디지털 컨버터 (ADC; 102) 는 아날로그 측정
Figure 112010033713260-pct00012
(아날로그) 를 디지털 측정
Figure 112010033713260-pct00013
(디지털) 로 변환한다. 유사하게는, 발진기 온도 센서 (111) 가 발진기 (110) 의 온도를 감지하며, 거기에 대응하는 아날로그 측정
Figure 112010033713260-pct00014
(아날로그) 를 생성한다. ADC (112) 가 아날로그 측정
Figure 112010033713260-pct00015
(아날로그) 를 디지털 측정
Figure 112010033713260-pct00016
(디지털) 로 변환한다.
예를 들어, 온도 측정 자체가 디지털이거나, 여기에서 후술하는 계산이 아날로그 도메인에서 직접 수행되는 일부 실시형태에서는 ADC (102, 112) 가 생략될 수도 있다.
도 1a 는 온도에 대한 발진기 주파수
Figure 112010033713260-pct00017
의 통상의 의존성을 도시하며, 여기서 수정 온도
Figure 112010033713260-pct00018
는 발진기 온도
Figure 112010033713260-pct00019
와 동일한 것으로 가정되며, 온도 모두는
Figure 112010033713260-pct00020
로서 칭해진다. 본 명세서 및 청구범위에서, 이러한 함수를
Figure 112010033713260-pct00021
또는 "제 1 F-T 함수로서 칭할 수도 있다. 소정의 수정 발진기에 대한
Figure 112010033713260-pct00022
는 측정을 통해 실험적으로 유도될 수도 있다.
Figure 112010033713260-pct00023
는 메모리로 사전-프로그램될 수도 있거나, 룩-업 테이블에 저장된 개별 샘플로부터 보간될 수도 있거나, 오프라인 또는 온라인 교정을 통하거나 임의의 다른 메카니즘을 통해 이용가능해질 수도 있다.
일 실시형태에서, 룩-업 테이블은
Figure 112010033713260-pct00024
의 개별 샘플을 저장한다. 룩-업 테이블에 저장되지 않은
Figure 112010033713260-pct00025
의 값은 저장된 샘플로부터 보간될 수도 있다.
다른 실시형태에서, 함수
Figure 112010033713260-pct00026
는 다음과 같은 다항식 (식 1) :
Figure 112010033713260-pct00027
에 의해 생성될 수도 있고,
여기서,
Figure 112010033713260-pct00028
는 적합하게 선택된 레퍼런스 온도이며,
Figure 112010033713260-pct00029
및
Figure 112010033713260-pct00030
는 다항식 계수이다. 이러한 실시형태에 따르면,
Figure 112010033713260-pct00031
는
Figure 112010033713260-pct00032
및
Figure 112010033713260-pct00033
및
Figure 112010033713260-pct00034
를 메모리에 단순히 저장함으로써 특정될 수도 있다.
측정된 온도들 (
Figure 112010033713260-pct00035
및
Figure 112010033713260-pct00036
) 사이의 차이를 설명하기 위해, 발진기 주파수
Figure 112010033713260-pct00037
는 다음 (식 2) :
Figure 112010033713260-pct00038
과 같이 추정될 수 있다.
식 2 의 우측에 대한 제 1 항
Figure 112010033713260-pct00039
은 단순히, 함수
Figure 112010033713260-pct00040
에 수정 온도
Figure 112010033713260-pct00041
를 입력한 결과이다.
식 2 의 우측에 대한 제 2 항,
Figure 112010033713260-pct00042
은 발진기 온도와 수정 온도 사이의 차이
Figure 112010033713260-pct00043
Figure 112010033713260-pct00044
와 상수항
Figure 112010033713260-pct00045
의 곱이다. 일 실시형태에서,
Figure 112010033713260-pct00046
은 1) 온도
Figure 112010033713260-pct00047
에 대응하는 발진기 주파수
Figure 112010033713260-pct00048
를 측정하며, 2) 주파수 포인트
Figure 112010033713260-pct00049
를 측정된
Figure 112010033713260-pct00050
에 "피팅 (fit)"하는데 요구된 항
Figure 112010033713260-pct00051
을 결정함으로써 실험적으로 결정될 수 있다. 일 실시형태에서, 실험적 결정은
Figure 112010033713260-pct00052
의 추정을 개선하기 위해 다중의 온도-주파수 포인트에 걸쳐 평균될 수도 있다.
Figure 112010033713260-pct00053
은 메모리로 사전프로그램될 수 있거나, 오프라인 또는 온라인 교정을 통하거나 임의의 다른 메카니즘을 통해 획득될 수 있다.
일반적으로, 식 2 의 우측에 대한 제 2 항은 다음 (식 2a) :
Figure 112010033713260-pct00054
과 같은 차이
Figure 112010033713260-pct00055
의 함수로 대체될 수도 있으며, 여기서,
Figure 112010033713260-pct00056
는 차이
Figure 112010033713260-pct00057
의 임의의 함수이다. 이러한 함수는 선형, 예를 들어, 식 2 에 제공된 바와 같이
Figure 112010033713260-pct00058
일 수 있다. 다른 방법으로는, 함수는,
Figure 112010033713260-pct00059
에 의해 표현된 다항식일 수도 있다. 일 실시형태에서, 다항식 계수
Figure 112010033713260-pct00060
등은 식 2 에서 항
Figure 112010033713260-pct00061
에 대해 상술한 바와 같이 실험적 커브-피팅 (curve-fitting) 에 의해 결정될 수도 있다. 본 개시물에 따르면, 온도차
Figure 112010033713260-pct00062
의 임의의 함수가 함수
Figure 112010033713260-pct00063
를 계산하기 위해 이용될 수도 있으며, 본 개시물은 명시적으로 설명된 실시형태들에 제한되어서는 안된다. 차이
Figure 112010033713260-pct00064
의 임의의 일반 함수 또는 다항식의 구현은 여기에서의 개시물의 관점에서 당업자에게 명백할 것이며, 명시적으로 설명되지 않을 것이다.
본 명세서 및 청구범위에서, 용어 "제 1 주파수 성분" 은 식 2 및 2a 에서의 항
Figure 112010033713260-pct00065
을 포함하는 것으로 이해될 수도 있으며, 용어 "제 2 주파수 성분" 은 식 2 에서의 항 , 또는 식 2a 에 제공된 바와 같은 차이
Figure 112010033713260-pct00067
의 임의의 다른 일반 함수
Figure 112010033713260-pct00068
를 포함하는 것으로 이해될 수도 있다.
도 2 는 식 2 를 구현하는 블록 (250) 의 일 실시형태를 도시한다. 블록 (250) 은 단지 예시를 위해서만 설명되며, 본 개시물의 범위를 식 2 의 임의의 특정한 구현에 한정하는 것으로 의미되지 않는다. 블록 (250) 에서, 블록 (200) 은 도 1a 에 도시된 바와 같이 함수
Figure 112010033713260-pct00069
를 구현할 수도 있다.
도 2 에서, 수정 온도
Figure 112010033713260-pct00070
는 대응하는 주파수
Figure 112010033713260-pct00071
, 또는 제 1 주파수 성분을 출력하는 함수
Figure 112010033713260-pct00072
(200) 에 입력된다. 수정 온도
Figure 112010033713260-pct00073
는 또한 가산기 (202) 에 의해 발진기 온도
Figure 112010033713260-pct00074
로부터 감산되며, 가산기의 출력은 승산기
Figure 112010033713260-pct00075
(204) 에 의해 승산되어 제 2 주파수 성분을 생성한다. 제 1 주파수 성분은 가산기 (206) 에 의해 제 2 주파수 성분에 가산되어 블록 (250) 에 의해 출력되는 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00076
를 생성한다.
도 3 은 도 2 에 도시된 주파수 도메인 구현과는 반대로, 슬로프 도메인에서 식 1 을 구현하는 블록 (350) 의 일 실시형태를 도시한다. 본 명세서 및 청구범위에서, "주파수 도메인" 은 시간에서 샘플링된 주파수 값을 칭하는 반면에, "슬로프 도메인" 은 시간에서 샘플링된 주파수 값의 (시간에 걸친) 변화율을 칭한다. "3" 을 앞에 붙인 블록 (350) 에서의 엘리먼트들은 "2" 를 앞에 붙인 블록 (250) 에서의 유사하게 넘버링된 엘리먼트들에 대응한다. 블록 (350) 은 블록 (250) 에서의 대응하는 엘리먼트가 존재하지 않는 2개의 슬로프 추정기 (308, 310) 및 누산기 (312) 를 포함한다.
일 실시형태에서, 슬로프 추정기 (308, 310) 각각은 입력 x 에 대해 다음의 함수를 수행하여 출력 y :
Figure 112010033713260-pct00077
를 생성하고, 여기서,
Figure 112010033713260-pct00078
및
Figure 112010033713260-pct00079
는 시간에서의 2개의 개별 순간을 나타내고,
Figure 112010033713260-pct00080
및
Figure 112010033713260-pct00081
은 시간
Figure 112010033713260-pct00082
및
Figure 112010033713260-pct00083
각각에서 샘플링된 x 의 값을 나타낸다. 도 3a 는 슬로프 추정기의 일 실시형태를 도시한다. 도 3a 는 단지 예시를 위해 도시되어 있으며, 슬로프 추정기의 구현을 도시된 실시형태에 한정하기 위한 것으로 의미되지 않는다.
다시 도 3 을 참조하면, 도시된 실시형태는 항
Figure 112010033713260-pct00084
의 슬로프를 추정하기 위해 슬로프 추정기 (310), 및 항
Figure 112010033713260-pct00085
의 슬로프를 추정하기 위해 슬로프 추정기 (308) 를 사용한다. 슬로프 추정기는 시간의 연속하는 개별 순간에 걸쳐 추정된 슬로프를 업데이트한다. 슬로프 추정기를 사용함으로써, 후속 계산은 주파수 도메인에서 보다는 슬로프 도메인에서 수행될 수도 있다.
누산기 (312) 는 가산기 (306) 이후에 제공된다. 누산기는 슬로프 도메인에서 계산된 값을 연속적으로 (또는 이산 시간에서) 누산하여 주파수 도메인에서의 주파수 값을 획득할 수도 있다. 예를 들어, 도 3 에서, 가산기 (306) 의 출력 (307) 이 시간 간격 [t1,t2] 에 걸친 값의 변화율에 대응하는 슬로프
Figure 112010033713260-pct00086
이다는 것을 가정한다. 그 후, 누산기 (312) 가 이산-시간 누산기이면, 시간
Figure 112010033713260-pct00087
에서의 출력은 다음 (식 2b) :
Figure 112010033713260-pct00088
과 같이 표현될 수도 있고, 여기서
Figure 112010033713260-pct00089
는 이산-시간 누산기의 누산 간격이다. 일 실시형태에서, 식 2b 에서 누산기에 의해 사용된 슬로프의 값은 슬로프의 새로운 값이 이용가능하자 마자 업데이트될 수도 있다. 일 실시형태에서, 슬로프가 계산되는 시간 간격 (t2-t1) 은 누산기에 의해 사용된 이산-시간 누산기 간격
Figure 112010033713260-pct00090
과 동일할 필요는 없다.
Figure 112010033713260-pct00091
는 (t2-t1) 보다 클 수도 있고, 작을 수도 있거나 동일할 수도 있다.
슬로프 도메인에서 계산을 수행한 후, 계산된 슬로프를 주파수 도메인으로 다시 누산하는 것은, 추정된 주파수 값에서의 큰 불연속 변화가 회피되기 때문에 특정한 실시형태에서는 바람직할 수도 있다. 또한, 슬로프 도메인 계산은, 시간에 걸쳐 존재하는 임의의 일정한 오프셋, 예를 들어,
Figure 112010033713260-pct00092
및
Figure 112010033713260-pct00093
의 아날로그 측정을 디지털 측정으로 변환하기 위해 사용된 아날로그-디지털 컨버터 (ADC) 에 존재하는 DC 오프셋을 상쇄한다.
슬로프 추정기는, 시간 (t2-t1) 에서의 증분 변화가 신호 경로 전반적으로 일정하게 유지되는 경우에 단순한 차이 추정기일 수도 있다. 그러나, 시간 (t2-t1) 에서의 증분 변화는 슬로프 추정기 중에서 일정하게 유지될 필요는 없다.
대안의 실시형태에서, 슬로프 추정기의 각 인스턴스에는 저역 통과 필터 (미도시) 가 후속하거나 선행할 할 수도 있다. 저역 통과 필터는 본 명세서에 설명되거나 도시된 슬로프 추정기의 각 인스턴스에 추가될 수도 있다.
슬로프 추정기는 도 3 에 도시된 바와 같이 위치될 필요는 없다. 일반적으로, 주파수 도메인으로부터 슬로프 도메인으로의 변환, 및 후속하여 슬로프 도메인으로부터 주파수 도메인으로의 변환은 신호 경로에 따라 어디든지에서 행해질 수도 있으며, 슬로프 도메인으로 및 슬로프 도메인으로부터의 변환은 다중 횟수 수행될 수도 있다. 이러한 변형이 당업자에게는 명백할 것이다.
대안의 실시형태에서, 설명된 슬로프 추정기는 과거 및/또는 현재의 주파수-온도 샘플에 기초하여 장래의 주파수 값을 추정하는 임의의 예측 메카니즘으로 대체되거나 보완될 수도 있다. 예를 들어, 주파수 및 온도 대 시간의 최대 변화율에 관한 특정한 가정이 이루어질 수도 있으며, 사인 함수와 같은 대역제한 함수의 결합이 장래의 주파수 샘플을 예측하기 위해 사용될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 과거 및 현재의 샘플에 기초하여 장래의 주파수 샘플을 획득하기 위해 칼만 필터링이 적용될 수도 있다. 이러한 변형은 본 개시물의 관점에서 당업자에게 명백할 것이며, 본 개시물의 범위내인 것으로 예상된다.
도 4 는 도 3 에서의 블록 (350) 에 의해 계산된 주파수 추정기 출력 (410) 이 다른 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00094
(420) 와 더 결합되는 실시형태를 도시한다. 일 실시형태에서, 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00095
(420) 는 주파수 추정기 (350) 와 독립적으로 유도된 추정치, 예를 들어, 자동 주파수 제어 (AFC) 회로, 또는 디지털 하드웨어, 소프트웨어 프로그램 코드, 또는 펌웨어와 같은 다른 소스로부터 유도된 추정치일 수도 있다. 일 실시형태에서,
Figure 112010033713260-pct00096
(420) 는 CDMA 수신기내의 AFC 모듈로부터 유도될 수도 있다. 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00097
(420) 로부터의 정보는 주파수 추정기 출력 (410) 의 정확성을 개선시키기 위해 사용될 수도 있다. 도 4 에서,
Figure 112010033713260-pct00098
(420) 와 주파수 추정기 출력 (410) 사이의 차이 (401) 는 저역 통과 필터 (LPF; 402) 에 의해 필터링된다. 그 후, 저역 통과 필터 출력 (403) 이 가산기 (404) 에 의해 주파수 추정기 출력 (410) 에 다시 가산되어 새로운 추정치 (405) 를 생성한다.
도 4 에 도시된 실시형태는 또한 도 3 에 관하여 상술한 바와 같은, 슬로프 도메인에서의 계산의 전부 또는 일부를 수행하도록 변형될 수도 있다. 일 실시형태에서, 이것은 도 4 에 도시된 신호 경로에 추가의 슬로프 추정기 및 누산기를 적절하게 배치하고/하거나 주파수 추정기 (350) 의 내부 신호 경로로부터 슬로프 추정기 및 누산기를 제거함으로써 행해질 수도 있다. 이러한 변형은 당업자에게 명백할 것이며, 본 개시물의 범위내인 것으로 예상된다.
도 5 는 주파수 추정기 출력 (510) 이 다른 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00099
와 결합되는 다른 실시형태를 도시한다. 도 5 에서, 저역 통과 필터 (502) 의 출력이 슬로프 추정기 (511) 에 의해 슬로프 도메인으로 먼저 변환되고, 그 후, 가산기 (504) 에 의해 주파수 슬로프 추정치 (307) 에 가산된다. 누산기 (512) 는 가산기 (504) 의 출력 (505) 을 슬로프 도메인으로부터 주파수 도메인으로 다시 변환한다.
일 실시형태에서, 누산기 (312 및 512) 가 슬로프 도메인 계산의 시작에서 초기 주파수 값으로 초기화되면, 누산기 (312 및 512) 의 출력은 슬로프 도메인 계산으로부터 발생하는 누산된 차이 성분과 초기 주파수 값의 합인 절대 온도-의존 주파수를 각각 나타낸다. 이러한 실시형태에서, 누산기 (312 및 512) 의 출력은 절대 발진기 주파수의 온도-보상된 추정치로서 다른 성분에 직접적으로 각각 공급될 수도 있다. 누산기 (312 및 512) 는 예를 들어, 식 2 에 따라
Figure 112010033713260-pct00100
의 값으로 초기화될 수도 있다. 또한,
Figure 112010033713260-pct00101
, 또는 다른 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00102
와 같은 임의의 다른 주파수 초기화 값이 사용될 수도 있다.
대안의 실시형태에서, 누산기 (512) 가 슬로프 도메인 계산의 시작에서 제로로 대신 초기화되면, 누산기 (512) 의 출력은 슬로프 도메인 계산으로부터 발생하는 누산된 차이 성분을 단지 나타낸다. 이러한 경우에서, 절대 발진기 주파수 추정치를 유도하기 위해, 가산기 (513) 가 제공되어 누산된 차이 성분을 초기 주파수 추정치 (516) 에 다시 가산한다.
도시된 실시형태에서, 초기 주파수 추정치는 다른 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00103
또는 F(T) 추정기 (500) 의 출력으로부터 mux (514) 에 의해 선택된다. 일 실시형태에서, 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00104
는
Figure 112010033713260-pct00105
가 이용가능할 때 마다 F(T) 추정기의 출력에 우선하여 선택된다. 다른 실시형태 (미도시) 에서, 식 2 에 따른
Figure 112010033713260-pct00106
의 값은 mux 에 의해 선택가능한 값들 중 하나일 수도 있다. 초기 주파수 추정치 (516) 는 도시되거나 설명된 바와 같이 결정될 필요는 없고, 임의의 적절한 초기 주파수 추정치로부터 선택될 수 있다.
여기에 개시된 기술은 또한, 수정 온도 T 에 대한 수정의 주파수
Figure 112010033713260-pct00107
의 의존성을 특징으로 하는 함수
Figure 112010033713260-pct00108
에 기초하는 실시형태들에 적용될 수도 있다. 도 6 은 함수
Figure 112010033713260-pct00109
의 통상의 경우를 도시한다. 본 명세서 및 청구범위에서, 이러한 함수를
Figure 112010033713260-pct00110
또는 "제 2 F-T 함수" 로 칭할 수도 있다. 함수
Figure 112010033713260-pct00111
와 유사하게, 함수
Figure 112010033713260-pct00112
는 룩-업 테이블에 엔트리로서 저장될 수 있거나, 다항식 함수로서 계산될 수 있거나, 임의의 다른 구현에 따라 계산될 수 있다.
함수
Figure 112010033713260-pct00113
를 사용하는 실시형태에서, 발진기 주파수는 다음 (식 3) :
Figure 112010033713260-pct00114
과 같이 추정되며, 여기서
Figure 112010033713260-pct00115
는 고정된 레퍼런스 온도이고,
Figure 112010033713260-pct00116
는 실제 측정된 수정 온도이며,
Figure 112010033713260-pct00117
는 발진기를 로딩하는 커패시턴스에 관한 고정된 항이다.
도 7 은 발진기 주파수 추정치
Figure 112010033713260-pct00118
가 식 3 에 따라 계산될 때 함수
Figure 112010033713260-pct00119
로부터 유도되는 실시형태를 도시한다. 상부 신호 경로에서, 측정된 수정 온도
Figure 112010033713260-pct00120
는
Figure 112010033713260-pct00121
를 생성하기 위해 함수
Figure 112010033713260-pct00122
(700) 에 입력된다. 하부 신호 경로에서, 레퍼런스 온도
Figure 112010033713260-pct00123
는 가산기 (702) 를 사용하여 발진기 온도
Figure 112010033713260-pct00124
로부터 감산된다. 가산기 (702) 의 출력은 블록 (704) 에서의 선형 상수
Figure 112010033713260-pct00125
에 의해 승산된다. 블록 (704) 의 출력은 가산기 (706) 에 의해 상수 항
Figure 112010033713260-pct00126
에 가산된다. 가산기 (706) 의 출력은 가산기 (708) 에 의해
Figure 112010033713260-pct00127
에 가산되어 주파수 추정치 (710) 를 생성한다.
당업자는 본 개시물의 다른 곳에서 설명된 기술이 도 7 에 도시된 실시형태에 또한 적용될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 계산은 슬로프 도메인에서 행해질 수도 있으며 주파수 도메인으로 다시 변환될 수도 있다. 추정치 (710) 는 도 4 를 참조하여 초기에 설명한 바와 같이 다른 추정치
Figure 112010033713260-pct00128
와 유사하게 결합될 수도 있다.
일반적으로, 식 3 의 우측의 제 2 및 제 3 항은 다음 (식 3a) :
Figure 112010033713260-pct00129
과 같이 차이
Figure 112010033713260-pct00130
의 함수에 의해 대체될 수도 있고, 여기서
Figure 112010033713260-pct00131
는 차이
Figure 112010033713260-pct00132
의 임의의 함수이다. 바람직한 실시형태에서, 함수는 선형, 예를 들어, 식 3 에 제공된 바와 같이
Figure 112010033713260-pct00133
일 수 있다. 다른 실시형태들에 따르면, 임의의 함수, 예를 들어,
Figure 112010033713260-pct00134
Figure 112010033713260-pct00135
에 의해 표현된 다항식이 이용될 수도 있다. 일 실시형태에서, 계수
Figure 112010033713260-pct00136
Figure 112010033713260-pct00137
등은 계수
Figure 112010033713260-pct00138
등에 대해 상술한 바와 같이 실험적 커브-피팅을 통해 유도될 수도 있다. 본 개시물에 따르면, 온도차
Figure 112010033713260-pct00139
의 임의의 함수가 함수
Figure 112010033713260-pct00140
를 계산하기 위해 이용될 수도 있으며, 본 개시물은 명시적으로 설명된 실시형태들에 제한되지 않는다.
본 명세서 및 청구범위에서, 용어 "제 1 주파수 성분" 은 또한 식 3 및 3a 에서의 항
Figure 112010033713260-pct00141
를 포함하는 것으로 이해될 수도 있으며, 용어 "제 2 주파수 성분" 은 또한 식 3 에서의 항
Figure 112010033713260-pct00142
, 또는 식 3a 에 제공된 바와 같은 차이
Figure 112010033713260-pct00143
의 임의의 다른 일반 함수
Figure 112010033713260-pct00144
를 포함하는 것으로 이해될 수도 있다.
여기에 설명된 교시에 기초하여, 여기에 개시된 양태가 임의의 다른 양태들과는 독립적으로 구현될 수도 있으며, 이들 양태들 중 2개 이상이 다양한 방식으로 결합될 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 여기에 설명된 기술은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합에서 구현될 수도 있다. 하드웨어에서 구현되면, 이 기술은 디지털 하드웨어, 아날로그 하드웨어 또는 이들의 조합을 사용하여 실현될 수도 있다. 소프트웨어에서 구현되면, 이 기술은 하나 이상의 명령 또는 코드가 저장되는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터-프로그램 제품에 의해 적어도 부분적으로 실현될 수도 있다.
제한하지 않는 예로서, 이러한 컴퓨터-판독가능한 매체는 비동기 동적 랜덤 액세스 메모리 (SDRAM) 와 같은 RAM, 판독 전용 메모리 (ROM), 비휘발성 랜덤 액세스 메모리 (NVRAM), ROM, 전기적으로 소거가능한 프로그래머블 판독 전용 메모리 (EEPROM), 소거가능한 프로그래머블 판독 전용 메모리 (EPROM), FLASH 메모리, CD-ROM 또는 다른 광 디스크, 자기 디스크 저장부 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 명령 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 반송하거나 저장하기 위해 사용될 수 있으며, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 실감형 매체를 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품의 컴퓨터-판독가능한 매체와 관련된 명령 또는 코드는 컴퓨터, 예를 들어, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서 (DSP) 와 같은 하나 이상의 프로세서, 범용 마이크로프로세서, ASIC, FPGA, 또는 다른 등가의 집적 또는 개별 로직 회로에 의해 실행될 수도 있다.
다수의 양태 및 예를 설명하였다. 그러나, 이들 예에 대한 변경이 가능하며, 여기에 제공된 원리는 다른 양태들에 또한 적용될 수도 있다. 이들 및 다른 양태들은 아래의 청구범위의 범주내에 있다.

Claims (25)

  1. 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법으로서,
    측정된 발진기 온도를 수신하는 단계;
    측정된 수정 온도를 수신하는 단계;
    상기 측정된 수정 온도에 기초하여 제 1 주파수 성분을 생성하는 단계;
    제 2 주파수 성분을 생성하는 단계로서, 상기 제 2 주파수 성분을 생성하는 단계는, 상기 측정된 발진기 온도와 제 2 온도 항 사이의 차이를 계산하는 단계를 포함하고, 상기 차이의 함수를 계산하는 단계를 더 포함하는, 상기 제 2 주파수 성분을 생성하는 단계; 및
    상기 주파수 추정치를 생성하는 단계로서, 상기 주파수 측정치를 생성하는 단계는 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분을 가산하는 단계를 포함하는, 상기 주파수 추정치를 생성하는 단계를 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차이의 함수를 계산하는 단계는, 상기 차이를 스칼라에 의해 스케일링하는 단계를 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 온도 항은 상기 측정된 수정 온도인, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 성분을 생성하는 단계는, 상기 측정된 수정 온도를 제 1 F-T 함수에 입력하는 단계를 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 F-T 함수는, 상기 발진기 온도의 다항식 전개식을 포함하며, 상기 다항식 전개식의 계수들은 메모리에 저장되는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 성분의 슬로프를 추정하는 단계; 및
    상기 제 2 주파수 성분의 슬로프를 추정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분에 기초하여 상기 주파수 추정치를 생성하는 단계는, 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 상기 추정된 슬로프들을 합산하는 단계, 및 상기 추정된 슬로프들의 합을 누산하는 단계를 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 추정된 슬로프들의 상기 누산된 합을 초기 주파수와 합산하는 단계를 더 포함하며, 상기 초기 주파수는 상기 제 2 주파수 추정치, 또는 상기 제 1 주파수 성분, 또는 제 1 주파수 추정치이고, 상기 제 1 주파수 추정치는 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 합인, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 주파수 추정치가 이용가능할 때 상기 제 1 주파수 성분 보다는 상기 제 2 주파수 추정치를 선택하는 단계를 더 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분에 기초하여 상기 주파수 추정치를 생성하는 단계는,
    상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분을 가산하여 제 1 주파수 추정치를 생성하는 단계;
    상기 제 1 주파수 추정치와 제 2 주파수 추정치 사이의 차이를 계산하는 단계;
    상기 제 1 주파수 추정치와 상기 제 2 주파수 추정치 사이의 상기 계산 차이를 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링된 계산 차이를 상기 제 1 주파수 추정치와 합산하여 조정된 제 1 주파수 추정치를 생성하는 단계를 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 조정된 제 1 주파수 추정치는, 상기 수정 발진기에 대한 상기 주파수 추정치인, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 주파수 추정치는 자동 주파수 제어 추정치인, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 성분의 슬로프를 추정하는 단계; 및
    상기 제 2 주파수 성분의 슬로프를 추정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분에 기초하여 상기 주파수 추정치를 생성하는 단계는,
    상기 제 1 주파수 성분 및 상기 제 2 주파수 성분의 상기 추정된 슬로프들을 합산하여 제 1 주파수 슬로프 추정치를 생성하는 단계,
    상기 제 1 주파수 슬로프 추정치를 누산하는 단계,
    상기 누산된 제 1 주파수 슬로프 추정치와 제 2 주파수 추정치 사이의 차이를 계산하는 단계,
    상기 누산된 제 1 주파수 슬로프 추정치와 상기 제 2 주파수 추정치 사이의 상기 계산 차이를 필터링하는 단계,
    상기 필터링된 계산 차이의 슬로프를 추정하는 단계,
    상기 필터링된 계산 차이의 상기 추정된 슬로프를 상기 제 1 주파수 슬로프 추정치와 합산하는 단계, 및
    상기 필터링된 계산 차이의 상기 추정된 슬로프와 상기 제 1 주파수 슬로프 추정치와의 합을 누산하는 단계를 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 누산된 합을 초기 주파수와 합산하는 단계를 더 포함하며,
    상기 초기 주파수는 상기 제 2 주파수 추정치, 또는 상기 제 1 주파수 성분, 또는 제 1 주파수 추정치이며, 상기 제 1 주파수 추정치는 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 합인, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 온도 항은 고정된 레퍼런스 온도인, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 성분을 생성하는 단계는, 상기 측정된 수정 온도를 제 2 F-T 함수에 입력하는 단계를 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 성분의 슬로프를 추정하는 단계, 및
    상기 제 2 주파수 성분의 슬로프를 추정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분에 기초하여 상기 주파수 추정치를 생성하는 단계는, 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 상기 추정된 슬로프들을 합산하는 단계, 및 상기 추정된 슬로프들의 합을 누산하는 단계를 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 방법.
  17. 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 장치로서,
    측정된 수정 온도에 기초하여 제 1 주파수 성분을 생성하는 제 1 주파수 성분 생성기; 및
    제 2 주파수 성분을 생성하는 제 2 주파수 성분 생성기로서, 상기 제 2 주파수 성분은 측정된 발진기 온도와 제 2 온도 항 사이의 차이의 함수를 포함하며, 상기 주파수 추정치는 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 합을 포함하는, 상기 제 2 주파수 성분 생성기를 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 온도 항은 상기 측정된 수정 온도인, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 주파수 추정치는 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 합을 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 성분의 슬로프를 추정하는 제 1 슬로프 추정기;
    상기 제 2 주파수 성분의 슬로프를 추정하는 제 2 슬로프 추정기; 및
    상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 상기 슬로프들의 추정치들의 합을 누산하는 누산기로서, 상기 누산기의 출력이 제 1 주파수 추정치인, 상기 누산기를 더 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 추정치와 상기 제 2 주파수 추정치 사이의 차이를 계산하는 차이 생성기로서, 상기 제 1 주파수 추정치는 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 합인, 상기 차이 생성기;
    상기 차이를 필터링하는 필터; 및
    상기 필터링된 차이를 상기 제 1 주파수 추정치와 합산하는 가산기를 더 포함하는, 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하는 장치.
  22. 수정 발진기에 대한 주파수 추정치를 생성하기 위한 프로그램을 저장한 컴퓨터-판독가능한 매체로서,
    상기 프로그램은,
    컴퓨터로 하여금 측정된 발진기 온도를 수신하게 하는 코드;
    컴퓨터로 하여금 측정된 수정 온도를 수신하게 하는 코드;
    컴퓨터로 하여금 상기 측정된 수정 온도에 기초하여 제 1 주파수 성분을 생성하게 하는 코드;
    컴퓨터로 하여금 제 2 주파수 성분을 생성하게 하는 코드로서, 상기 제 2 주파수 성분은 상기 측정된 발진기 온도와 제 2 온도 항 사이의 차이의 함수를 포함하는, 상기 제 2 주파수 성분을 생성하게 하는 코드; 및
    컴퓨터로 하여금 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 합을 포함하는 상기 주파수 추정치를 생성하게 하는 코드를 포함하는, 컴퓨터-판독가능한 매체.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 온도 항은 상기 측정된 수정 온도인, 컴퓨터-판독가능한 매체.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분에 기초하여 컴퓨터로 하여금 상기 주파수 추정치를 생성하게 하는 상기 코드는, 컴퓨터로 하여금 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분을 가산하게 하는 코드를 포함하는, 컴퓨터-판독가능한 매체.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 프로그램은,
    컴퓨터로 하여금 상기 제 1 주파수 성분의 슬로프를 추정하게 하는 코드;
    컴퓨터로 하여금 상기 제 2 주파수 성분의 슬로프를 추정하게 하는 코드;
    컴퓨터로 하여금 상기 제 1 주파수 성분과 상기 제 2 주파수 성분의 상기 추정된 슬로프들을 합산하게 하는 코드; 및
    컴퓨터로 하여금 상기 추정된 슬로프들의 합을 누산하게 하는 코드를 더 포함하는, 컴퓨터-판독가능한 매체.
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