TW201001210A

TW201001210A - Crystal oscillator frequency calibration

Info

Publication number: TW201001210A
Application number: TW098103265A
Authority: TW
Inventors: hong-bo Yan; Daniel Fred Filipovic
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2010-01-01
Also published as: WO2009099903A1; KR20100105900A; US20090195322A1; CN101965568A; JP2011511575A; EP2085900A1

Description

201001210 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本揭示案係關於晶體振盪器，且更特定言之，係關於用於估計晶體振盪器之頻率的技術。、【先前技術】晶體振盪器（xo)被作為頻率源而用於通信器件中。在— 典型晶體振盪器中具有標稱諧振頻率之石英晶體輕接至一產生一具有標稱輸出頻率之信號的振盪器電路。實務上’晶體之諧振頻率及電路之輸出頻率可歸因於諸如溫度、老化、驅動位準及振動之因素而隨時間變化。在通信應用中，頻率源通常需要滿足嚴格之準確户要求’從而要求使用補償機制以改良晶體振盈器之頻率準確度。本文所揭示的為用以估計晶體㈣器頻率並解決晶體振盪器頻率隨溫度之變化的技術。【發明内容】本揭不案之-態樣提供—種用於計算在晶體振里器頻率之多項式近似中使用之係數的方法，多項式包含，及一乘以日日日體振tn之—測得溫度τ的係數，該方法包 •含i量測：第一溫度了1及—對應之振盪器頻率〜⑺）；量 m、/斗」皿度T2及—對應振盪器頻率Fm(T2);基於Fm (1)來计鼻係數c0，；及其計算係數el,。土」T1、T2、Fm⑼及Fm(T2)來本揭示案之另率之多項式近似良、樣提供一種用於計算在晶體振盪器頻中使用之係數的方法，多項式包含一項c〇, I381l7.doc 201001210 及一乘以晶體振盪器之一測得溫度T的係數e 1 '，該方法包含：進入一狀態FIELD0，在狀態FIELD0中之操作包含若測得溫度T在第一溫度範圍内則計算係數c(r ;及進入一狀態FIELD 1，在狀態FIELD 1中之操作包含若測得溫度τ在第二溫度範圍内則計算係數cl'。本揭示案之又一態樣提供一種用於計算在晶體振盪器頻率之多項式近似中使用之係數的裝置，多項式包含一項c〇i 及一乘以晶體振盪器之一測得溫度T的係數cl，，該裝置包含：一溫度量測單元，其用於量測一第一溫度T1及一第二溫度T2 ; —頻率量測單元，其用於量測對應之振盪器頻率 Fm(Tl)及Fm(T2);及一計算模組，其用於基於Fm(T1)來計算係數c0· ’及基於ΤΙ、T2、Fm(Tl)及Fm(T2)來計算係數 cl’。本揭示案之再一態樣提供一種用於計算在晶體振盪器頻率之多項式近似中使用之係數的電腦程式產品，多項式包含一項c0’及一乘以晶體振盪器之一測得溫度τ的係數cl,，該產品包含電腦可讀媒體’其包含··用於使一電腦量測一第一溫度T1及一對應之振盪器頻率Fm(Tl)的程式碼；用於使一電腦量測一第二溫度T2及一對應振盪器頻率Fm(T2)的程式碼；用於使一電腦基於Fm(T1)來計算係數c〇,的程式碼，及用於使一電腦基於Ti、T2、Fm(Tl)及Fm(T2)來計算係數c Γ的程式碼。本揭示案之又一態樣提供一種用於計算在晶體振盪器頻率之多項式近似中使用之係數的裝置，多項式包含一項c〇, 138117.doc -4 - 201001210 及一乘以晶體振盪器之一測得溫度τ的係數cl，，該裝置包含：用於進入一狀態FIELD0之構件，在狀態FIELD〇中之操作包含若測得溫度T在第一溫度範圍内則計算係數⑼，；及用於進入一狀態FIELD1之構件，在狀態FIELm中之操作包含若測得溫度T在第二溫度範圍内則計算係數。，。本揭不案之又一態樣提供一種用於計算在晶體振盪器頻率之多項式近似中使用之係數的電腦程式產品，多項式包含一項cO'及一乘以晶體振盪器之一測得溫度τ的係數cl,，該產品包含電腦可讀媒體，其包含：用於使一電腦進入一狀態FIELD0之程式碼’在狀態field〇中之操作包含若測得溫度T在第一溫度範圍内則計算係數e〇,；及用於使一電腦進入一狀態FIELD1之程式碼，在狀態FIELD1中之操作包含若測得溫度T在第二溫度範圍内則計算係數“，。【實施方式】本文所揭示的為用以基於一晶體振盪器之測得溫度估計其頻率的技術。圖1展不晶體100耦接至振盪器電路11〇以形成一晶體振盪器之方塊圖。晶體100之溫度係藉由溫度感測器120來量測，溫度感測器120產生一測得溫度τ。晶體振盪器產生一具有一標稱參考頻率之輸出信號ll〇a。在一實施例中’溫度丁可為在晶體處區域地測得的溫度。在替代實施例（未圖示）中，可量測並提供對應於振盪器電路區域溫度之額外溫度T〇以改良頻率估計，如在下文進一步描述。 138117.doc 201001210 圖1A繪製晶體之諧振頻率隨温度及晶體切割角之典型變化。在先前技術中已展示晶體溫度與晶體諧振頻率之間的關係可由多項式方程式如下近似得出（方程式丨）：

Fx(T)=a3(T-TO)3 + a2(T-T〇)2+al(T-T〇)；其中T表示晶體溫度，τ〇表示固定參考溫度，Fx(T)表示在溫度τ下晶體諧振頻率相對於標稱頻率fxG之偏移，且al、 a2、a3為表徵經取樣之特定晶體的係數。通常，係數、、a3係藉由晶體之物理特性來判定，包括其切割角度。參見（例如）ArthUr Ballato，IEEE Trans. Sonics and Ultrasonics，第 SU-25 卷，1978 年 7 月，第 4 號，"Frequency-Temperature-Load Capacitance Behavior of Resonators f〇r TCXO Application"。當如圖1中所示，晶體100耦接至振盪器電路11〇時，振盪器輸出信號110a之頻率可隨溫度變化如下（方程式2): F〇(T, T〇)=c3(T-T〇)3+c2(T-T0)2+cl(T-T〇)2+cO+cp(T〇-T00) 〇在方程式2中，T表示晶體溫度，τ0表示固定參考溫度， F〇(T，Τ〇)表示在溫度τ下信號li〇a之相對於參考頻率F〇〇的預測頻率偏移，T〇表示振盪器溫度，τ〇〇表示固定振盪器參考溫度，c0、cl、c2、C3為表徵振盪器輸出信號11〇&之頻率對晶體溫度的依賴性之係數，且cp為一表徵振盪器輸出信號110a之頻率對振盪器溫度的依賴性之係數。係數邛可視（例如）振盪器電路之電容負載而定。在一實施例中，藉由比較由晶體供應商所提供的晶體之標稱F-T曲線與使用全負載晶體振盪器而量測之F_T曲線而 138117.doc 201001210 導出係數cp。可離線（例如，在實驗室中）執行量測。或者，為了導出cp，晶體溫度可為固定的，而振盪器溫度自第一溫度Tol變化至第二溫度To2。可量測對應振盪器輸出頻率F0(T〇l)及F〇(T〇2)。接著可將係數邛估計如下（方 ' 程式2a): cp = [Fo(T〇l)-Fo(To2)]/(Tol-To2)。因為對於給定振盪器設計，係數cp通常為固定的，所以僅需要執行一次量測以估計該係數。該估計可隨後用於晶 {體振蘯器之所有實施。根據本揭示案之一態樣’提供根據方程式2使用測得溫度T及T〇以及係數c〇、cl、C2、c3之估計來計算F〇(T)的技術。圖2描繪根據本揭示案之用於估計係數c〇、cl、c2、c3 的步驟。在一實施例中，圖2中描繪之步驟可在工廠中執行。在步驟200處’ c0、cl、c2、c3之初始值係自一記憶體 1 載入。在圖2中，所載入之初始值分別指定為c〇init、 clinit、C2init、c3init。在一實施例中’ c〇init經設定為零。在一實施例中’ clinit、c2init、C3init經分別設定為係數al、 a2、a3之值，根據方程式1 ’該等係數ai、a2、a3表徵晶體。係數a 1、a2、a3可自（例如）由晶體供應商提供之資料而計算出。在一實施例中，可藉由平均來自如由晶體供應商所提供的多個晶體樣本之資料而估計係數al、a2、a3。或者’可自由晶體供應商所提供的標稱F - τ曲線而估計係 138117.doc •Ί · 201001210 數 al、a2、a3 〇返回至圖2，在步驟2〇2處，例如，使用圖^中之溫度感測器120來量測在任意時㈣處的晶體之溫度T1。亦量測對應的振盪器自參考頻率F。。之頻率偏移Fm(Ti)。在一實 •施例中:可藉由將已知頻㈣之單一載頻調注入至接收器 I '將晶體«n標稱地調節至頻率Fi及觀測降頻轉換後么號之頻率來量測頻率偏移Fm(T1)，如圖2B中所描緣。降頻轉換後信號之頻率可用於導出頻率偏移Fm(Tl)。注意- 般熟習此項技術者將認識到，為簡單起見，已自圖⑼中所描緣之頻率量測設置中省略某些區塊，諸如放大器及/或其他濾波器。在步驟204處，基於在步驟2〇2處收集之資訊來計算估計之係數C0’。在一實施例中，估計之係數⑼，經計算如下程式3): c〇|=Fm(Tl)-Finit(Tl)，其中藉由將初始係數估計c3_代入至方程式2中（亦即方程式4)而計算Finit(Tl): Finit(Tlh3init(T1_TQ)Ve2init(T1_TG)2+elin^^ 在步驟206中，量測在第二溫度T2下之振逢器頻率，從而產生Fm(T2)。溫度Τ2較佳與T1充分分隔以允許準確估什F-T曲線之斜率，但也充分接近丁丨以最小化二階項及三階項的影響。舉例而言，T1與T2之間的分隔可經選擇少—攝氏度。在一實施例中，可在取樣T1之時間u後等待一預定時間 138117.doc 201001210 量之後取樣溫度T2。在替代實施例中，可在一時間間隔内取樣複數個溫度-頻率資料點，且最低溫度可取為们，且最高溫度可取為T2。在一實施例中，為了進一步促進溫度 T2與T1之間的充分分隔，可在步驟2〇2後開啟一熱源，以升高振盪器溫度。在一實施例中，該熱源可為一功率放大 . 器。在步驟208處’計算-經估計之係數cl，。在—實施例中，cr可經計算如下（方程式5): cl' = [Fm(T2)-Fm(Tl)]/[T2-Tl] 〇在步驟210處，計算經估計之係數c2，及c3，。在一實施例中，將c2’及c3,假定為cl，之函數，使得指定cl，便唯一地指定c2’及c3,。在一實施例中，將c2^c3,假定為與^,如下線性相關（方程式6): c2丨=mc2. * cl丨+bc2.;且 c3'=mc3. * Ci，+bc3.; 其中線性係數m。2,、m。3.、b。2,、b。3,可以經驗方式判定及/ ' ' 或預先儲存於記憶體中。圖3A描繪由L1/2表示的ci^c2·之間的線性關係。在一實施例中，綠線性關係之係數mc2，及bc2，可自如由晶體供應商所提供的多個晶體資料樣本導出。此等多個資料樣本在圖3A中展示為疊加於線L1/2上之散布圖。基於資料點，可根據預定最佳性準則（例如，線u/2與散布圖中之資料樣本之間的最小均方誤差）來判定經估計之係數⑺仏及 bC2·。 138117.doc 201001210 ^繪可用以自cl’計算c3,之估計的“，與c3，之間的類似線性關係。在實施例中，僅可包括由與被校正之晶體相同之晶體供應商製造的曰脚接‘ 的日日體樣本之資料以估計係數me2·、be2,、 C3 ^在實施例中，可包括來自多個供應商之晶體 • 樣本。至圖2，在步驟212處，可基於在步驟204、208及 210中所導出的估計之係數eG,、ei·、獲得係數^ 之A更新的估計c〇"。在一實施例中，c〇"可經計算為 C〇，’=Fm(T1)-F，(T1)，其中F，㈤經計算如下（方程式7): F (T1)-c3，(T1-T〇)3+c2,(T1-T〇)2+c1'(T1-T〇)+cO' » 在步驟2 14中，可分別將係數c0、c 1、及c3更新至計算出之係數cO·，、cl，、c2，及c3,的值。在一實施例中，經更新之係數可儲存於記憶體中。圖2A描繪本揭示案之一替代實施例。在圖2a中，步驟 202至212各自被執行總共1^+1次以獲得係數^、^1、心、 c3之夕個估。十。圖2 a中之編號步驟對應於圖2中之類似編號步驟。在圖2A中，步驟2〇〇初始化係數。在一實施例中，此可以與較早關於圖2所描述之方式相同的方式來執行。另外，在步驟200處，將反覆處理索引n設定為〇。步驟2〇2至 212如較早關於圖2所描述而進行，其中[η]表示對應於每一反覆處理索引的計算出之係數。在步驟213處，演算法檢查反覆處理索引η是否已達到Ν。若為否，則演算法將11增 138117.doc •10- 201001210 若η已達到加1’且返回至步驟202以用於下一反覆處理 N ’則演算法進行至步驟2丨4。在返回至步驟202以用於隨後反覆處理後，可重複步驟 202至212以導出與每一反覆處理索引η相關聯之係數 c〇’[n]、cl’[n]、c2’[n]、c3’[n]、c〇，，[n]之集合。在一實施例中’針對每-反覆處理索引n導出之係數集合可儲存於記憶體中以用於稍後處理。

在一實施例中，來自所有N+1次反覆處理之係數e〇"、 cl·、c2·、c3·可經組合以產生係數c0、cl、c2、c3之估計。此可藉由將在總共N+l次反覆處理期間計算出的經估計係數的集合一起平均化以產生係數之一集合來執行，如圖2A之步驟214中所提及。在另一實施例（未圖示）中’無限脈衝響應（IIR)濾波器可用以以每一反覆處理來更新係數’如下（方程式8): [c0,cl,c2,c3]„ew=a[c0,cl,c2,c3]o/rf+[c0,cl,c2,c3]c„r;.e/Ji ; 〇<α<1 在此實施例中，[c〇，cl，c2，c3]old為係數之運行估計 (running estimate)’ [(^，(^，。之…^…咖為經計算用於當前反覆處理η之係數的估計，且[(；〇，(；1，(；2，(：3]11^為係數之更新估計。在又一實施例中’可使用聯合概率最大化方法以基於係數之Ν+1個可用集合而導出一最佳係數集合’而非平均或 IIR過濾經估計係數之集合。舉例而言’給定在圖2Α之過程中取樣的複數個F-T資料點，可導出產生在F(T)與取樣資料點之間的一最小均方誤差的係數㈧叫、ciQpt、（^。…、 138117.doc -11 - 201001210 c3opt之最佳集合。在一實施例中，為簡化搜索過程，如本文先前關於圖3A及圖3B所描述，可假定在係數cUpt與係數 c2opt及c3opt中之每一者之間為一線性關係。一般熟習此項技術者將注意到，並非需要使用圖2及圖 2A中所描繪之技術來估計所有係數c〇、ci、 c2、c3。舉 •例而言’在—實施例中，在對圖2及圖2Af所描繪之㈣進行適當修改之情況下，僅係數⑽及^被估計。此等實施例涵蓋於本揭示案之範_内。 Γ: 纟—實施例中’圖2及圖2A中所示之步驟可在振盈器電路之現場操作（in_field GpemiQn)之前於卫廠巾被執行。或者，該等步驟可在振堡器電路之現場操作期間被執行。一在-實施例中，圖2及圖2A中所描綠之步驟可在一利用晶體振盈器之器件的初始校正階段期間（例如，在於工礙處裝配該器件期間）被執行一次。在替代實施例中，圖2中所描繪之步驟可根據需要被執行多次。二揭示案之一態樣中，可在正常操作期間週期地更新 I數^心仏以估相隨時間之逝去而保持其準確 -下文所揭不的為用以週期性地更新係數估計之技術。圖4展示-用以重新調整自（例如）圖2中所描述之程出之一初始校正係數隼人的站能、赤，★ 杲口的狀態機。該重新調整可有助於減少工廠校正之不準確另坝於之老化的不準確度W晶體及/或振盈器 ’重新調整程序開始於狀態随DG 例中，狀態舰D0校正係數⑼ 在實施社 b細例中，可根據本 338117.doc -12- 201001210 文稍後關於圖5所描述之操作來執行對c0之校正。當滿足預定條件集合（圖4中標記為"完成”）時狀態FIELD0可轉換至狀態FIELD1。狀態FIELD1可校正係數cl以及c0。在一實施例中，可根據本文稍後關於圖6所描述之操作執行對c0及cl的校正。當滿足預定條件集合時狀態FIELD1可轉換至狀態 FIELD2。若老化計時器期滿，貝1j狀態FIELD1亦可轉換回至狀態FIELD0。在一實施例中，老化計時器可追蹤自上次更新任一係數以來所經過的時間量。老化計時器可為一常駐於具有振盪器之晶片上的電子計數器，或其可為一將在上次係數更新期間所儲存之時間戳記與當前時間戳記比較的模組。在一實施例中，老化計時器可經設定為在上次校正後兩年時期滿。返回參看圖4，狀態FIELD2可校正係數c2以及係數cl及/ 或c0。當滿足一預定條件集合時狀態FIELD2可轉換至狀態 FIELD3。若老化計時器期滿，貝1J狀態FIELD2亦可轉換回至 FIELD0。狀態FIELD3可校正係數c3以及係數c2、cl及/或c0。在一實施例中，可根據本文稍後關於圖7所描述之操作來執行c3、c2、cl、c0之校正。當滿足一預定條件集合時狀態 FIELD3可轉換至狀態FIELD4。或者，狀態FIELD3可轉換回至 FIELD0。在一實施例中，狀態FIELD4可為一睡眠狀態。在該睡 138117.doc -13· 201001210 眠狀態中’校正機制可在一預定時間量中停止操作。在一實施例中，該預定時間量可為一年。注思在c2大致為零之實施例中’在滿足預定條件集合時’狀·態FIELD1可跳過FIELD2並直接轉換至狀態 FIELD3。在一實施例中’狀態機之當前狀態（亦即，FIELD〇、 FIELDi、FIELD2、FIELD3或FIELD4)儲存於非揮發性記憶體中，使得在一利用晶體振盪器之器件的電源開啟或電源關閉時狀態得以保存。在一實施例中，晶體振湯薄可用於無線手機中。圖5展示在狀態FIELD0期間執行的操作之實施例。注意圖5中所說明之實施例不意欲將本揭示案之範疇限制於 FIELD0中之操作的任何特定集合。實情為，一般熟習此項技術者將認識到，用以更新係數之估計的任何步驟可在狀態 FIELD0、FIELD1、FIELD2、FIELD3 及 FIELD4 之任一者期間執行。此等實施例涵蓋於本揭示案之範疇内。在狀態FIELD0中，用於計數循環之反覆處理的計數器 n0經初始化為零。在第一步驟500處，狀態機藉由等待 FT_updateO秒之時段而開始。在FT_updateO秒之末端，量測晶體之溫度T(例如，以攝氏度計）。在步驟510處，檢查溫度T是否屬於範圍IT-TohT!度。若為是，則根據步驟520 來更新係數c0之當前估計c〇[nO]。若為否，則狀態機返回至步驟500以等待另一 FT—updateO秒。在一實施例中，To經設定為攝氏3〇度’且ΤΊ經設定為攝 138117.doc 14 201001210 氏15度。可藉由IIR濾波器將係數在一實施例中，在步驟52〇處， c0[n0]更新如下（方程式9): c0[n0 + l ]=cO[nO]+(^m'^ca/-c〇[n〇]^// . 其中c〇_為在反覆處理n0處的經估計之係數c〇,加為振盛器之實際量測頻率，細為如使用（例如）假定係數之當前（自反覆處理η 0起）集合之方转, 彳丄 ^干《<万私式2所估計的振盪器頻率，且Λ/Ό為加權常數。注意，對於〇 nU ϋ，可將係數c0[0]假定為儲存於記憶體中之最後的c〇。在實知例中’可自一用於（例如）一用於分碼多重存取 (CDMA)之接收器裝置之自動頻率控制電路導出振盪器之實際量測頻率/m。-般熟習此項技術者將認識到，存在於現場操作期間量測振盪器之實際頻率的替代方法。在步驟530處，比較n0與變數maxIteraU〇ns〇。若汕已達到變數maxIterationsO，則狀態機退出狀態FIELD〇且進行至下一狀態。若n0未達到變數maxit；erati〇ns〇，則狀態返回至步驟500。圖6展示在狀態FIELD1期間執行之操作的實施例。在狀態FIELD1處，用於計數反覆處理之計數器“ 經初始設定為零。在步驟600處，狀態機等待FT_updatel 秒之時段。在FT—update 1秒之末端，量測晶體之溫度τ(例如’以攝氏度計）。在步驟610處，檢查T是否屬於範圍 TdlT-TolcT2。若為是，則可根據步驟62〇更新係數〇1之當前估計cl[nl]。若為否，則狀態進行至步驟615，在步驟 138117.doc •15- 201001210 615中狀態機檢查T是否屬於該範圍。若為是， 625中更新C〇之當前估計。若為否，則狀態機返回至步: 600以等待FT—updatel秒。，驟在一實施例中，步驟625中之操作可與關於圖5中之步驟 520所描述之操作相同。在一實施例（未圖示）中，亦可提供反覆處理索引以用於更新係數c〇。 " 在一實施例中’ I為攝氏30度。在步驟620處，更新係數cl[nl]。在一實施例中，可將cl[n】]更新如下。給定c0之當前值，可根據某些最佳性準則來評估cl[nl]2候選值以判定量測之頻率及溫度的最佳el候選者。在―實施例中最佳性準則可包括測得的溫度·頻率對與計算之溫度_頻率特性之間的誤差，假定當前值為⑼及候選值為cl，在一實施例中，可由假定（例如）如關於圖3A及圖3B所描述的在。與 c2/c3之間的線性關係來輔助對於最佳〇1之搜索。在一實施例中，一旦判定一最佳候選者cl，便可以“之先前估計來IIR過濾該cl。在另一實施例中，可藉由計算以下度量（metric)來判定係數cl[nl]: T2-TI 5 且接著以先前£；1[111_1]來11尺過濾該計算出之係數ci[nl]。在—實施例中，IIR加權常數可為256。在步驟630處’比較nl與變數maxiterati〇nsi。若…已達 138117.doc -16· 201001210 到maxlterationsl，貝ij狀態機退出狀態FIELD1且進行至下一狀態。若nl未達到maxlterationsl，則狀態返回至步驟 600 ° 在一實施例中，可類似於先前所描述之狀態FIELD0及 FIELD1而實施狀態FIELD2。在一替代實施例中，若係數 c2經預定為接近零，則無需實施FIELD2。在此實施例中，狀態FIELD1可繞過FIELD2並直接轉換至FIELD3。圖7展示在狀態FIELD3期間執行之操作的實施例。在狀態FIELD3中，用於計數反覆處理之計數器n3經初始設定為零。在步驟700處，狀態機等待FT_update3秒之時段。在FT_update3秒之末端，量測晶體之溫度T(例如’以攝氏 g|| 度計）。在一實施例中，在步驟710處，若|T-T〇|>T2度在步驟720處更新c3之當前估計。在一實施例中，在步驟720處’給定c0、cl及c2之最近值，可根據某些最佳性準則評估β之候選值以判定量測之頻率及溫度的最佳c3。一旦判定最佳c3，便可以c3之先前估計來IIR過濾該最佳c3。在步驟730處，比較n3與變數maxIterations3。若n3已達到maxIterations3，則狀態機進行至下一狀態。务"n3未$ maxIterations3，則狀態返回至步驟7〇〇。在本揭示案之替代實施例中’其他準則可用以列定狀&、機何時自一狀態進行至下一狀態。舉例而言’狀態機可在一狀偵測到待被更新之係數很少或沒有變化時轉換至下/ 態，而非僅在預定數目之反覆處理後才轉換至不一狀邊、 138117.doc 17 201001210 如圖5、6及7中所示。在一實施 + 丨<△(_) ’則狀態機可自^ ’若__· FIELD1，其中△具有一適當小值。此ELD〇轉換至示案之範疇内。例涵蓋於本揭在一或多個例示性實施例中，軟體，或其任何組合來實施。若以軟體=以=等 =能可作為一或多個指令或程式喝儲存於電腦可讀媒：上體==媒Γ傳輸。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒媒體，其包括促進將電腦程式自-個地方轉移至另-個地方的任何媒體。储存媒體可為可由電腦存取之任何可用媒體。舉例而言，且非限制性的，此等電腦可讀媒體可包含RAM、R0M、EEPR0M、CD_R0M或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件，或可用於載運或儲存呈指令或資料結構之形式的所要程式碼且可由電腦存取的任何其他媒體。又，任何連接均適當地稱為電腦可讀媒體。舉例而言’若使用同軸電魔、光纖電境、雙絞線、數位用戶線（DSL)或諸如紅外、無線電及微波之無線技術而自網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或諸如紅外、無線電及微波之無線技術包括在媒體之定義中。如本文中所使用之磁碟及光碟包括緊密光碟（CD)、雷射光碟、光學碟片、數位通用光碟（DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟則用雷射以光學方式再生資料。上述各物之組合亦應包括在電腦可讀媒體之範疇内。 1381I7.doc -18- 201001210 已描述許多態樣及實例。然而，可能對此等實例進行各種修改，且本文中所呈現之原理亦可應用於其他態樣。此等及其他態樣係在以下申請專利範圍之範疇内。【圖式簡單說明】圖1展示晶體100耦接至振盪器電路以形成一晶體振盪器的方塊圖。圖1A繪製晶體之諧振頻率隨溫度及晶體切割角之典型變化。 ’、圖2描緣根據本揭示案之用於估計係數c〇、c 1、d^ 之步驟。圖2 A描、繪本揭示案之一替代實施例。圖2B描繪用於量測接收器處之頻率偏移Fm(Ti)之技術的實施例。圖3A描繪由L1/2表示的在。，與^，之間的線性關係。圖3丑描繪可用以自cl，計算c3,之估計的u•與c3，之間的類似線性關係。圖4展示用以重新調整自（例如）圖2中所描述之程序導出的係數之經初始校正之集合的狀態機。圖5展示在狀態FIELD0期間執行之操作的實施例。圖6展示在狀態FIELD1期間執行之操作的實施例。圖7展示在狀態FIELD3期間執行之操作的實施例。【主要元件符號說明】 100 晶體 110 振盪器電路 138117.doc •19· 201001210 輸出信號溫度感測器 110a 120 -20- 138117.doc

Claims

201001210 七、申請專利範圍： 1· 一種用於計算在一晶體振盪器頻率之一多項式近似中使用的係數之方法，該多項式包含一項c0,及一乘以該晶體振皇器之一測得溫度τ的係數cl，，該方法包含：量測一第一溫度T1及一對應之振盪器頻率Frn(T 1); 量測一第二溫度T2及一對應之振盪器頻率Frn(T2); 基於Fm(Tl)計算該係數c〇i ;及基於ΤΙ、T2、Fm(Tl)及Fm(T2)計算該係數cl，。 Γ * 2·如凊求項1之方法，該計算該係數c0,包含取得Fm(T1)與一初始項Finit(Tl)之間的差。 3·如請求項2之方法，該初始項Finh(T1)包含一項⑼油及— 乘以T1之係數clinit。 4·如請求項1之方法，該計算該係數〇1,包含將Fm(T2)與 Fm(Tl)之間的差除以T2與T1之間的差。 5.如請求項4之方法，其中丁丨與^之間的差為至少一攝度。 "6·如凊求項4之方法，其進一步包含在量測T1之後及在量測T2之前開啟一熱源。 7. 如請求項6之方法，其中該熱源為一功率放大器。 8. 如凊求項1之方法，其進一步包含計算c〇，及π之多個估計。 cl’之該多個估無限脈衝響應 9. 如請求項8之方法，其進一步包含將e〇，及計一起求平均。 10. 如請求項8之方法，其進一步包含使用一 138117.doc 201001210 (IIR)濾波器來更新c〇icl，之估計。 11.如請求項4之方法，該多項式進一步包含一乘以丁之二階函數的係數c2,及一乘以T夕·< u比·^ 木以Τ之二階函數的係數c3i，該方法進一步包含：基於cl，計算該等係數c2，及c3,。 .12·如請求仙之方法，該計算該係數^，包含將π乘以—項 mc2' 0 13. 如請求項"之方法’該計算該係數。，包含將。，乘以一項 mc3· 0 14. 如喷求項13之方法，其進—步包含藉由取得μ⑺）與 F’（T1)之間的差來更新該項c〇，，其中ρ(τι)包含該預先更新之項c〇'，及該等計算出之係數cl，、c2，及c3，。 b·如請求項13之方*，其進一步包含計算c〇，、ci,m c3'之多個估計。 16·如„月求項15之方法，其進一步包含將a、^，、及⑶ 之該多個估計一起求平均。 17.如。月求項15之方法，其進—步包含使用—無限脈衝響應 (IIR)濾波器更新c〇，、cl，、c2，及d，之估計。 18·如請求項15之方法，其進-步包含藉由最小化在以下兩者：間的-均方誤差來更新e〇，、el，、心，及c3,之估計： υ—基於eGi、eli之候選估計的頻率估計，及2)該經量測之頻率Fm(Tl)。 19.如請求項18之方法，該基於eQ,、之候選估計的頻率估汁利用與cO,及cl，之該等候選估計線性相關的^ 6，之 138117.doc 201001210 估計。 20. 如請求項1之方法，其中該計算c0,及cl，之該等估計係在一工廠處執行。 21. —種用於計算在一晶體振盪器頻率之一多項式近似中使用的係數之方法，該多項式包含一項c〇,及一乘以該晶體振盡器之一測得溫度T的係數cl，，該方法包含：進入一狀態FIELD0，在該狀態FIELD0中之操作包含若該測得溫度T在一第一溫度範圍内則計算該係數 c0';及進入一狀態FIE.LD1，在該狀態FIELD1中之操作包含若該測得溫度T在一第二溫度範圍内則計算該係數cl，。 22. 如請求項21之方法，該計算該係數c〇i包含：取得在一測得頻率與一計算出之頻率之間的一差以產生一第一差項’其中係自該係數c〇, < 一先前估計及該測得溫度T而計算出。 23 ·如請求項22之方法’該計算該係數c〇'進一步包含：藉由一加權常數而加權在該第一差項與該係數c〇'之一先前估計之間的一差；及將該加權之差加至c0,之該先前估計。 24.如請求項23之方法，該計算該係數c 1，包含：量測溫度T2及T1以及對應之頻率Fm(T2)及Fm(Tl); 將Fm(T2)與Fm(Tl)之間的差除以^與丁丨之間的差以產生一第一商；藉由一加權常數來加權該第一商；及 138117.doc 201001210 將該經加權之商加至cl'之該先前估計。 25·如請求項24之方法，在該狀態FIELD0中之操作進一步包含在檢查該測得溫度T是否在該第一溫度範圍内之前等待一第一預定時段，在該狀態FIELD 1中之操作進一步包含在檢查該測得溫度T是否在該第二溫度範圍内之前等待一第二預定時段。 26·如請求項25之方法’其進一步包含若在FIELD0中已計算 c0'—第一預定次數，則自FIELD0轉換至FIELD1。 27_如請求項25之方法，其進一步包含若在c〇i之一當前估計與cO’之一先前估計之間的差小於一預定值，則自 FIELD0轉換至 FIELD1。 28 _如請求項25之方法，其進一步包含若滿足一預定條件，則自卩任1^0轉換回至卩1£1^1。 29.如睛求項25之方法，其進一步包含進入一狀態FIELD3，在该狀態FIELD3中之操作包含若該測得溫度τ在一第四溫度fe圍内則計算該係數c3i，在該狀態FIELD3中之操作進一步包含在檢查該測得溫度τ是否在該第四溫度範圍内之前等待一第四預定時段。 3〇.如請求項29之方法，該計算該係數㈡，包含判定最小化在以下兩者之間的-均方誤差的。3，之一估計：1}基於c〇、 cl、c2之更新纟及⑶之一候選估計的一頻率估計；及該測得頻率Fm(Tl)。 3丄.如請求項30之方法，其進_步包含以^，之一先前估計來過濾c3’之該估計。 138117.doc 201001210 32.如請求項31之方法，其進一步包含若已計算cl，一第二預定次數，則自FIELD1轉換至FIELD3。 33_如請求項31之方法，其進一步包含若在el，之一當前估計與cl'之—先前估計之間的差小於一預定值則自 FIELD1 轉換至 FIELD3。 34. —種用於計算在一晶體振盪器頻率之一多項式近似中使用的係數之裝置，該多項式包含一項c〇，及一乘以該晶體振盪器之一測得溫度T的係數cl，，該裝置包含：酿度量測單元’其用於量測—第一溫度τ丨及一第二溫度T2 ; 頻率量測單元，其用於量測對應振盪器頻率Fm(T1) 及 Fm(T2);及 3十算模組，其用於基於Fm(Tl)計算該係數c〇,及用於基於ΤΙ、T2、Fm(Tl)及Fm(T2)計算該係數el，。 35·如請求項34之裝置，該計算模組藉由取得在Fm(Tl)與一初始項Finit(Tl)之間的差來計算該係數⑼，。月求項34之裝置，該汁算模組藉由之間的差除以T2與T1之間的差來計算該係數“，。 37.如請求項34之裝置’該多項式進_步包含—乘以丁之_ 階函數的係數e2，’該計算模組進—步藉由對該計算出之係數Cl，執行一線性操作來計算該係數c2,。 Μ·如請求項37之裝置，該多項式進__步包含—乘以τ之一 2函數的係數C3.’該計算模組進一步藉由對計算出之信 cl執行一線性操作來計算該係數。，。 138117.doc 201001210 3 9. —種用於計算在一晶體振盡器頻率之一多項式近似中使用的係數之裝置，該多項式包含一項c0·及一乘以該晶體振盪器之一測得溫度T的係數cl'，該裝置包含：用於量測一第一溫度T1及一第二溫度T2之構件；用於量測對應振盪器頻率Fm(Tl)及Fm(T2)之構件；用於基於Fm(Tl)來計算該係數C〇,及用於基於T1、 T2、Fm(Tl)及Fm(T2)來計算該係數cl，之構件。 40. —種用於計算在一晶體振盪器頻率之一多項式近似中使用的係數之電腦程式產品，該多項式包含一項c〇,及一乘以該晶體振盪器之一測得溫度T的係數ci，，該產品包含：電腦可讀媒體，其包含：用於使一電腦量測一第一溫度丁丨及一對應之振盪器頻率Fm(Tl)的程式碼；用於使一電腦量測一第二溫度τ 2及一對應之振盪器頻率Fm(T2)的程式碼；用於使一電腦基於Fm(Tl)計算該係數c〇，之程式碼；用於使一電腦基於τι、T2、Fm(Tl)及Fm(T2)計算該係數cl'之程式碼。 41. 一種用於計算在一晶體振盪器頻率之一多項式近似中使用的係數之裝置，該多項式包含_項…及__乘以該晶體振盪器之一測得溫度τ的係數cl，，該裝置包含： ^於進人—狀態舰D0之構件，在該狀態·训中之操作包3右該測得溫度Τ在—第一溫度範圍内則計算 138117.doc 201001210 該係數c0·;及用於進入一狀態FIELD1之構件，在該狀態FIELD1中之操作包含若該測得溫度τ在一第二溫度範圍内則計算該係數cr。 42.如請求項41之裝置，該計算該係數』，包含取得在一測得頻率/w與一 s十算出之頻率之間的一差以產生一第一差項，其中yba/係自該係數c〇’之一先前估計及該測得溫度τ而計算出。 (43·種用於计异在一晶體振盪器頻率之一多項式近似中使用的係數之電腦程式產品，該多項式包含一項c〇,及一乘以該晶體振盪器之一測得溫度T的係數cr，該產品包含：電腦可讀媒體，其包含：用於使一電腦進入一狀態FIELD0之程式碼，在該狀態FIELD0中之操作包含若該測得溫度τ在一第一溫度範圍内則δ十异該係數c 〇 | ;及 (' 用於使一電腦進入一狀態FIELD1之程式碼，在該狀態FIELD1中之操作包含若該測得溫度τ在一第二溫度範圍内則計算該係數c } I。 44.如請求項43之電腦程式產品’該用於使—電腦計算該係數c0'之程式碼包含用於使一電腦取得在一測得頻率加與一計算出之頻率之間的一差以產生一第一差項之程式碼’其中加/係自該係數c〇，之一先前估計及該測得溫度T而計算出。 138117.doc 201001210 45.如請求項43之電腦程式產品，該用於使一電腦計算該係數c0’的程式碼進一步包含：用於使一電腦藉由一加權常數來加權在該第一差項與該係數c0·之一先前估計之間的一差的程式碼；及用於使一電腦將該經加權之差加至c0,之該先前估計的程式碼。 46·如請求項45之電腦程式產品，該用於使一電腦計算該係數cl’之程式碼包含： f ) 用於使一電腦量測溫度T2及T1以及對應之頻率Fm(T2) 及Fm(Tl)的程式碼；用於使一電腦將Fm(T2)與Fm(Tl)之間的差除以T2與T1 之間的差以產生一第一商之程式碼；用於使一電腦藉由一加權常數來加權該第一商之程式碼；及用於使一電腦將該經加權之商加至cl，之該先前估計的程式碼。 ί > 47·如請求項46之電腦程式產品，在該狀態fieldo中之操作進一步包含在檢查該測得溫度T是否在該第一溫度範圍内之前等待一第一預定時段，在該狀態FIELD1中之操作進一步包含在檢查該測得溫度T是否在該第二溫度範圍内之前等待一第二預定時段。 48.如請求項47之電腦程式產品’該電腦可讀媒體進一步包含用於若在FIELDO中已計算一第一預定次數則使一電腦自FIELDO轉換至FIELD1之程式碼。 138117.doc 201001210 49. 如請求項48之電腦程式產品，該電腦可讀媒體進一步包含用於使一電腦進入一狀態FIELD3之程式碼，在該狀態 FIELD3中之操作包含若該測得溫度T在一第四溫度範圍内則計算該係數c3'，在該狀態FIELD3中之操作進一步包含在檢查該測得溫度T是否在該第四溫度範圍内之前等待一第四預定時段。 50. 如請求項49之電腦程式產品，該電腦可讀媒體進一步包含用於若已計算cl1 一第二預定次數則使一電腦自 FIELD1轉換至FIELD3的程式碼。

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