專利名稱：匹配晶體的溫度補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過確定振蕩器中用的晶體的切割角度進(jìn)行溫度補償?shù)难b置和方法。本發(fā)明還涉及用于確定振蕩器中用的晶體的切割角度的同一性(或差異)的裝置和方法。
具體地說，本發(fā)明要解決如何可以在時鐘振蕩器中實現(xiàn)有效的溫度補償而不必在生產(chǎn)過程中執(zhí)行需要溫度循環(huán)的估算程序的問題。本發(fā)明的溫度補償技術(shù)對于，例如，在多標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中使用兩個各自具有晶體的時鐘振蕩器的所有應(yīng)用(一個例子是GSM-AMPS雙模式操作)都特別有用。因為利用兩個“匹配晶體”的溫度補償要用兩個晶體，所以它最適合于需要有兩個用于操作基準(zhǔn)頻率的應(yīng)用場合。例如，工作在GSM-GPS系統(tǒng)中的雙模式用戶站的兩個基準(zhǔn)頻率要求13KHz和選定的基準(zhǔn)頻率(例如，SiRF公司已經(jīng)選擇24.5525MHz)兩個不同頻率。但是，本發(fā)明不限于基準(zhǔn)振蕩器中的應(yīng)用，它還可以用于任何特定的應(yīng)用目的的任何振蕩器類型。
一般說來，在這樣的晶體振蕩器中，振蕩頻率的溫度特性主要決定于各個晶體的諧振頻率的溫度特性，而本發(fā)明尤其針對補償晶體振蕩器的晶體諧振頻率溫度特性的這種諧振頻率溫度特性。但是，兩個晶體振蕩器中的任何其他電路元件可以按照本發(fā)明進(jìn)行匹配，以便抵消溫度對這樣的其他電路組件的影響。因此，盡管在下文中本發(fā)明將參照用于振蕩器的晶體的晶體匹配進(jìn)行解釋，但是本發(fā)明的概念一般地可以應(yīng)用于決定振蕩器諧振頻率溫度特性的其他電路組件的匹配。
背景技術(shù)：
晶體(晶體振蕩器)對于無線電通信設(shè)備和許多其他要求非常穩(wěn)定的諧振頻率的電子電路而言是根本性的。非常高的品質(zhì)因素(Q＝10000...5000000)和小的溫度系數(shù)使它們作為頻率振蕩器電路中決定頻率的元件最吸引人。特別有用的晶體是AT切割晶體，它覆蓋從0.5MHz至30MHz的基本頻率范圍。下面的大部分考慮都針對AT切割的晶體，但應(yīng)指出，本發(fā)明不限于這種特定類型的晶體。其他晶體類型也可以采用。
把晶體振蕩器用于無線電通信設(shè)備時，由于與溫度有關(guān)的頻率飄移的緣故，長期穩(wěn)定性是重要的。首先，振蕩器最好在長的時間周期中保持預(yù)定頻率的穩(wěn)定，而與溫度變化無關(guān)。其次，若存在周圍溫度變化造成的頻率飄移，則最好進(jìn)行意義明確的控制，以便把頻率調(diào)回要求的頻率。為了做到這一點，必須準(zhǔn)確掌握AT切割晶體的溫度特性。當(dāng)然，晶體振蕩器諧振頻率的溫度特性不僅決定于晶體本身諧振頻率的溫度特性，還取決于除晶體外的可能用于振蕩器的其他有源電路。但是，在下文中，假定晶體振蕩器諧振頻率的溫度特性主要取決于晶體本身諧振頻率的溫度特性。先有技術(shù)的描述前面已經(jīng)指出，在先有技術(shù)中，為了獲得晶體的意義明確的溫度特性，已有幾種解決方案可用。在操作過程中溫度要發(fā)生變化的情況下，為了進(jìn)行溫度補償，也必須了解溫度特性。圖1表示標(biāo)準(zhǔn)的13MHz晶體的可用溫度范圍、初始頻率偏差、在整個溫度范圍內(nèi)的頻率飄移以及成本之間關(guān)系的一般觀察。如圖1所示，只有付出很高的代價才可能達(dá)到小的初始頻率偏差和在整個溫度范圍內(nèi)小的頻率飄移。在合理的成本下(見100％成本的第一行)，必須預(yù)期相當(dāng)于±30ppm的大的初始頻率偏差和在整個溫度范圍內(nèi)±50ppm的大的頻率飄移。盡管選擇在整個溫度范圍內(nèi)低的頻率飄移的晶體可能是建造在整個溫度范圍內(nèi)頻率飄移低的晶體振蕩器直截了當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，但是這個途徑肯定是成本非常高的。
如前所述，不以非常高的成本選擇晶體，而是采取這樣的替代途徑，即選擇價格適宜的晶體，提供頻率控制輸入(例如，電壓控制的)的振蕩器，并用這種頻率控制輸入作為與溫度有關(guān)的控制信號，對振蕩器的頻率施加控制電壓，依其溫度變化將其調(diào)回到要求的頻率上。例如，為了把晶體的，因而是振蕩器的頻率拉回要求的諧振頻率(幾個頻率)上，可以在振蕩器電路內(nèi)采用電壓控制的可變電容器。利用電壓控制的晶體振蕩器，可以采取不同的溫度補償原理。
第一個途徑是采用預(yù)調(diào)偏控制信號電壓，其中預(yù)調(diào)偏是溫度的函數(shù)，而且選擇預(yù)調(diào)偏以便抵消該晶體的頻率飄移。例如，這樣的與溫度有關(guān)的控制信號可以由NTC/PTC(負(fù)溫度系數(shù)/正溫度系數(shù))電阻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生。
對于數(shù)字式補償?shù)木w，將晶體的溫度響應(yīng)(若已知)數(shù)字化并存入查尋表中。按照用溫度傳感器檢測的當(dāng)前周圍溫度及存入查尋表的數(shù)值，調(diào)整用于調(diào)諧振蕩器的諧振頻率的控制電壓。這兩種晶體振蕩器都得到了廣泛應(yīng)用，并稱為VCTCXO和DCTCXO。
實現(xiàn)晶體(或晶體振蕩器)溫度補償?shù)牧硗鈨蓚€解決方案是，把晶體(或晶體振蕩器)放入溫度控制爐內(nèi)。因為該溫度通常都保持在遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于最大周圍溫度的恒定溫度上，所以晶體工作在恒定的溫度下，因而與周圍溫度無關(guān)。這可以實現(xiàn)最低的與溫度有關(guān)的頻率飄移。
另一種途徑是采用反饋回路來補償溫度的影響。在這種情況下，像DCF77那樣使晶體振蕩器與公共的頻率標(biāo)準(zhǔn)(主時鐘)同步，或者像GSM系統(tǒng)那樣與基站同步。就是說，用于這樣的反饋回路(例如，在GSM網(wǎng)絡(luò)中)的晶體振蕩器，假定有網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)可用而且穩(wěn)定，則無論何時，只要要求溫度補償?shù)脑?，就可以把網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)用于溫度補償目的。
盡管一般說來與溫度有關(guān)的諧振頻率飄移是不希望有的，而且要溫度補償用于重新調(diào)諧諧振頻率，但在希望諧振頻率強烈地依賴于溫度的檢測溫度的地方，卻可以有利地利用與溫度有關(guān)的頻率飄移。但顯然，為了精確地調(diào)諧諧振頻率，或者準(zhǔn)確地進(jìn)行溫度測量，必須精確地了解頻率飄移與溫度的關(guān)系。就是說，越是精確地了解(測量)晶體的溫度特性，就能更好地進(jìn)行溫度補償或溫度測量。但是，正如下面將要解釋的，若晶體是從生產(chǎn)商處購得的，則要精確地了解晶體的溫度特性很困難，或者至少費用很大。AT切割晶體的溫度特性晶體可以看成是厚度剪切的振動器，其中所有的振蕩器節(jié)點都位于諧振器內(nèi)。對于一個大的諧振器和小的電極，所有振蕩器的能量都集中在圓盤的中心，亦即在其環(huán)境下晶體的低阻尼固定點。于是，諧振頻率主要由有效彈性決定，而AT切割的晶體基本模式的諧振頻率可以表達(dá)為f＝1.660/d[KHz]，式中d為晶體圓盤的厚度。一般說來，這樣的AT切割晶體的溫度特性是一條三次曲線，其拐點一般在25℃和35℃之間，依晶體圓盤的實際切割角度和機(jī)械結(jié)構(gòu)而定。三次溫度特性df/f一般表達(dá)為df/f＝A1(T-Tref)+A2(T-Tref)^2+A3(T-Tref)^3 (1)若以拐點溫度Tinv為基準(zhǔn)代替初始溫度Tref，則可以簡化而得出df/f＝a1(T-Tinv)+a3(T-Tinv)^3(2)式中df/f[ppm]＝(f(T)-f(Txx))/f，Txx＝Tref，Txx＝Tinv頻率偏差a3＝1.05E-5a1＝-0.84*dphidphi[min]＝phi_zz-phi_0phi_zz[min]＝切割角度phi_0[min]＝零角度
T[℃]＝溫度Tinv[℃]＝拐點溫度Tref[℃]＝基準(zhǔn)溫度正如從方程式(2)可以看到的，反轉(zhuǎn)點的徒度取決于晶體的切割角度(phi_zz)，dphi是切割角度與所謂零角度phi_0之差，其中溫度特性在拐點上具有水平正切。通過選擇適當(dāng)?shù)那懈罱嵌?，在溫度特性上出現(xiàn)兩個反轉(zhuǎn)點，一個最大值低于Tinv，一個最小值高于Tinv。在這些反轉(zhuǎn)點中的每一個上溫度梯度均為0。另外，晶體直徑和晶體表面曲率影響溫度特性和拐點溫度。圖2和圖3是查尋表和曲線圖，分別表示角度dphi(因而還暗示切割角度)的不同數(shù)值下由方程式(2)求出的df/f值。
例如，若切割角度dphi(但實際上dphi是差值，為簡單起見，在下文中dphi亦稱切割角度，并假定零角度phi_0已知)已知為-4，而溫度為5℃，出現(xiàn)-7.5600ppm的頻率偏差，則通過向電壓控制振蕩器施加控制信號，這個頻率偏差可以得到適當(dāng)?shù)难a償，使振蕩器回到要求的中心頻率。例如，若使用具有1ppm/伏的調(diào)諧靈敏度的振蕩器，則應(yīng)施加-7.5600伏的控制電壓。
當(dāng)向制造商購買晶體時，晶體的許多參數(shù)，諸如直徑和厚度是可以預(yù)定的。但是唯獨一樣無法精確知道，但為精確補償卻又必須知道的是切割角度，因為它在晶體本身是無法測量的。因此，晶體的實際溫度特性是未知的。更具體地說，若切割角度已知，則立即可以知道溫度特性，并能進(jìn)行溫度補償。因為它是未知的，所以為了測定晶體實際的溫度頻率特性，必須采用其他技術(shù)，現(xiàn)將說明如下。AT切割晶體頻率飄移的測定為了測定某溫度范圍內(nèi)AT切割晶體的頻率飄移，一般只要在3個不同的溫度下測量頻率偏差即可。為了達(dá)到更高的精度，需要5個甚至更多不同的溫度點。整個溫度響應(yīng)可以用外推法推算出來。可以采取額外的調(diào)諧步驟，來優(yōu)化晶體的總體溫度特性和預(yù)畸變網(wǎng)絡(luò)，例如NTC/PTC(負(fù)溫度系數(shù)/正溫度系數(shù))網(wǎng)絡(luò)中補償?shù)恼袷幤骰驍?shù)字式補償?shù)恼袷幤?。因為不可能一大批器件都保持所需的晶體溫度特性，而且NTC/PTC網(wǎng)絡(luò)也會受容差影響，所以需要調(diào)諧步驟。
但是，在不同溫度下進(jìn)行頻率測量很費時間，而且要使用穩(wěn)定的設(shè)備，這使溫度補償晶體振蕩器比普通的振蕩器昂貴得多。另外，必須通過調(diào)諧過程或微調(diào)過程，以便實現(xiàn)改善的總體溫度特性，使晶體的溫度特性與預(yù)畸變網(wǎng)絡(luò)匹配。這可能是非常乏味的，而且在生產(chǎn)過程中要求幾個工序，因而不希望有地使產(chǎn)品成本提高。
發(fā)明摘要如上所述，為了完成準(zhǔn)確的溫度補償或進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度測量，晶體諧振頻率的溫度特性df/f的測定至關(guān)重要。但是，準(zhǔn)確地測定這種溫度特性并相應(yīng)地調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)會加大成本，或者甚至可能不準(zhǔn)確，因為不可能以高的準(zhǔn)確度測量頻率的溫度特性。另一方面，若切割角度已知，則可以把圖2的查尋表和圖3的曲線或者事實上以數(shù)字方式存儲的方程式(2)用于溫度特性的準(zhǔn)確確定，從而用于高度精確的溫度補償和溫度檢測。但是，選定的晶體的切割角度就是不能測定。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種測定晶體切割角度的裝置和方法，以便能夠高精度地在振蕩器中進(jìn)行溫度補償。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種可以確定不同批次選定晶體的切割角度差異或同一性的裝置和方法。
第一個目的用一種通過測定用于振蕩器中的晶體的切割角度進(jìn)行溫度補償?shù)难b置(權(quán)利要求1)來達(dá)到，該裝置包括第一晶體振蕩器，后者包括第一晶體和第一調(diào)諧裝置，所述第一晶體在一個角度下切割、具有第一諧振頻率溫度特性、適合于以由所述第一諧振頻率溫度特性決定的第一振蕩頻率的溫度特性輸出第一振蕩頻率，所述第一調(diào)諧裝置用以響應(yīng)所述第一控制信號調(diào)諧所述第一振蕩頻率、當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柧哂械谝粌?nèi)定值時、所述調(diào)諧裝置把所述第一振蕩頻率調(diào)諧到預(yù)定的第一中心頻率；至少一個第二晶體振蕩器，包括第二晶體和第二調(diào)諧裝置，所術(shù)第二晶體在一個與所述第一晶體相同的角度下切割、因而具有與第一晶體相同的諧振頻率溫度特性、并適合于以第二振蕩頻率溫度特性輸出第二振蕩頻率，所述第二調(diào)諧裝置用以響應(yīng)第二和第三控制信號調(diào)諧所述第二振蕩頻率、當(dāng)?shù)诙刂菩盘柧哂械诙?nèi)定值時、所述第二調(diào)諧裝置把所述第二振蕩頻率調(diào)諧到預(yù)定的第二中心頻率，當(dāng)所述第三控制信號失效時，所述第二振蕩頻率的溫度特性與所述第一振蕩頻率的溫度特性相同，而當(dāng)所述第三控制信號被啟動時，所述第二振蕩頻率的溫度特性又被調(diào)偏；第二晶體振蕩器設(shè)置裝置，用以啟動所述第三控制信號，并將其設(shè)置成與溫度有關(guān)的控制值；處理裝置，包括第一/第二控制信號設(shè)置裝置，用以把所述第一控制信號和所述第二控制信號設(shè)置成所述內(nèi)定值；至少一個頻率比確定裝置，用以當(dāng)所述第一和所述第二控制信號設(shè)置為其內(nèi)定值并啟動所述第三信號和將其設(shè)置為與所述溫度值相應(yīng)的控制值時，確定所述第二振蕩頻率對所述第一振蕩頻率的頻率比；存儲裝置，用以存儲頻率比參數(shù)與溫度及切割角度的已知關(guān)系；以及訪問裝置，用以以所述溫度和所述確定的頻率比訪問所述存儲裝置，并讀出與此對應(yīng)的切割角度。
另外，第一目的用通過測定用于第一和至少一個第二晶體振蕩器的晶體的切割角度來進(jìn)行溫度補償?shù)姆椒?權(quán)利要求15)達(dá)到，所述第一和第二晶體振蕩器具有第一調(diào)諧裝置和第二調(diào)諧裝置、用以按照第一、第二和第三控制信號調(diào)諧第一和第二振蕩頻率，其中當(dāng)所述第三控制信號失效時，第一振蕩頻率的溫度特性和第二振蕩頻率的溫度特性相同，而若啟動所述第一控制信號時，第一振蕩頻率的溫度特性和第二振蕩頻率的溫度特性不同，所述方法包括以下步驟把頻率比參數(shù)與溫度和切割角度的已知關(guān)系存儲在存儲裝置中；使所述第三控制信號失效，并通過把第一和第二控制信號設(shè)置為其內(nèi)定值而將所述第一和第二振蕩頻率調(diào)諧到它們的中心頻率；啟動所述第三控制信，并將所述第三控制信號設(shè)置為與溫度有關(guān)的控制值；測量第一振蕩頻率和第二振蕩頻率，并確定代表第二振蕩頻率對第一振蕩頻率的比率的頻率比參數(shù)；以所確定的頻率比參數(shù)和所述溫度訪問存儲裝置，讀出與此對應(yīng)的切割角度。
第二個目的用一種確定振蕩器中用的晶體的切割角度的同一性的裝置(權(quán)利要求11)來達(dá)到，該裝置包括第一晶體振蕩器，后者包括第一晶體和第一調(diào)諧裝置，所述第一晶體在一個角度下切割，具有第一諧振頻率溫度特性，適合于以由所述第一諧振頻率溫度特性決定的第一振蕩頻率溫度特性輸出第一振蕩頻率，所述第一調(diào)諧裝置用以響應(yīng)所述第一控制信號調(diào)諧所述第一振蕩頻率，當(dāng)所述第一控制信號具有第一內(nèi)定值時，所述第一調(diào)諧裝置把所述第一振蕩頻率調(diào)諧到預(yù)定的第一中心頻率；第二晶體振蕩器，它包括第二晶體和第二調(diào)諧裝置，所述第二晶體在一個角度下切割具有諧振頻率的溫度特性，適合于以第二振蕩頻率溫度特性輸出第二振蕩頻率，所述第二調(diào)諧裝置用以響應(yīng)所述第二控制信號調(diào)諧所述第二振蕩頻率，當(dāng)?shù)诙刂菩盘柧哂械诙?nèi)定值時，所述第二調(diào)諧裝置把所述第二振蕩頻率調(diào)諧到預(yù)定的第二中心頻率；由于第一和第二晶體的切割角度不同，所述第二振蕩頻率的溫度特性與所述第一振蕩頻率的溫度特性不同；處理裝置，它包括第一/第二控制信號設(shè)置裝置，用以把所述第一控制信號和所述第二控制信號設(shè)置成它們的內(nèi)定值；頻率比確定裝置，用以在不同于晶體拐點溫度的測量溫度下，確定代表所述第二振蕩頻率對所述第一振蕩頻率的頻率比的頻率比參數(shù)；存儲裝置，用以存儲在所述測量溫度下頻率比參數(shù)與第一晶體的切割角度和第二晶體的切割角度的已知關(guān)系；訪問裝置，用以以所述確定的頻率比訪問所述存儲裝置，并讀出與此對應(yīng)的第一和第二晶體的切割角度；以及校準(zhǔn)裝置，用以根據(jù)所讀出的第一和第二晶體的切割角度確定這些切割角度的同一性。
另外，第二目的通過用于確定第一和至第二晶體振蕩器用的晶體的切割角度的同一性的方法(權(quán)利要求19)達(dá)到，所述第一和第二晶體振蕩器具有第一調(diào)諧裝置和第二調(diào)諧裝置，用以按照第一和第二控制信號調(diào)諧第一和第二振蕩頻率，所述方法包括以下步驟把第一和第二控制信號設(shè)置為其內(nèi)定值，后者用于將所述第一和第二振蕩頻率調(diào)諧到它們的中心頻率；把在所述測量溫度下頻率比參數(shù)與第一晶體的切割角度和第二晶體的切割角度的已知關(guān)系存入存儲裝置；在不同于拐點溫度的測量溫度下測量第一振蕩頻率和第二振蕩頻率，并確定代表第二對第一振蕩頻率的比值的頻率比參數(shù)；以所述所確定的頻率比參數(shù)訪問存儲裝置，讀出與此對應(yīng)的第一和第二晶體的切割角度；以及根據(jù)所讀出的第一和第二晶體的切割角度確定這些切割角度的同一性。
按照本發(fā)明的第一方面，使用“匹配晶體的概念”，亦即使用切割角度相同(但未知的)、具有相向的溫度特性的兩個晶體，使得諧振頻率-溫度特性曲線相同。使用各自具有相同切割角度但諧振頻率不同的晶體的第一和第二振蕩器。由于兩個晶體具有相同的切割角度，所以第一和第二振蕩器的溫度特性將會相同，但是，不知道切割角度本身，溫度特性也就無從得知。把第三控制信號加到第二振蕩器上，有意引起第二振蕩器的溫度特性對于第一振蕩器溫度特性的調(diào)偏。使用調(diào)偏狀態(tài)下第一振蕩器的諧振頻率對第二諧振頻率的頻率比參數(shù)，在與第三控制信號的設(shè)置值對應(yīng)的溫度下從存儲裝置讀出切割角度。然后用所確定的切割角度來確定所需的溫度補償。
因此，實質(zhì)上通過以下方法導(dǎo)出有關(guān)切割角度的信息主動地使第二振蕩器的溫度特性對于第一振蕩器的溫度特性調(diào)偏并確定實質(zhì)上對應(yīng)于所述兩種溫度特性的差值的參數(shù)。
按照本發(fā)明的第二方面，若使用兩個振蕩器、它們具有兩個不同切割角度(亦即來自不同的批次)的不同晶體，在測量溫度下測定頻率比參數(shù)，則根據(jù)所測定的頻率比參數(shù)即可確定兩個晶體各自的切割角度的差異和/或同一性(對稱)。
本發(fā)明的其他有利的實施例和改進(jìn)可以取自從屬權(quán)利要求。但應(yīng)指出，本發(fā)明還包括由在說明書和權(quán)利要求書中單獨描述的特征構(gòu)成的實施例。因此，下面所呈現(xiàn)的僅僅是發(fā)明者當(dāng)前所設(shè)想的實施本發(fā)明的最佳方式。根據(jù)這里所傳授的和所公開的，本專業(yè)的技術(shù)人員可以推演出其他有利的實施例。


圖1表示按照先有技術(shù)具有不同特性的晶體典型的相對價格表；圖2表示AT切割的晶體的一般溫度特性的方程式(2)的表格表示法；圖3表示與圖2的表格方式表達(dá)對應(yīng)的方程(2)的圖形表示法；圖4表示當(dāng)兩個切割角度相同因而溫度特性相同的晶體用在圖5的電路時，不同溫度下的從計數(shù)器狀態(tài)n_s；圖5表示用于通過由從計數(shù)器sct讀出從計數(shù)器值n_s而獲得頻率比參數(shù)的裝置；圖6表示圖5電路中測量的選通時間T_m與溫度的關(guān)系；圖7表示按照本發(fā)明第一實施例通過測定切割角度進(jìn)行溫度補償用的裝置；圖8表示圖7中頻率比測定裝置FRDM的一個實施例；圖9a表示關(guān)于按照本發(fā)明第一實施例的溫度補償?shù)牧鞒虉D；圖9b表示采用圖8的電路時用于測定頻率比參數(shù)n_s的流程圖；圖10表示相對于主諧振頻率溫度特性調(diào)偏的從諧振頻率溫度特性；圖11表示與圖10對應(yīng)的表，并表示與溫度有關(guān)的不同的頻率比參數(shù)n_s；圖12表示圖7中存儲器的內(nèi)容；圖13a表示主振蕩器的方框圖；圖13b表示包括從調(diào)諧裝置STM的從振蕩器，所述從調(diào)諧裝置STM帶有用第一和第二可變電容D1s和D2s實現(xiàn)的第一和第二從調(diào)諧單元；圖14表示從振蕩器的配置，所述從振蕩器具有用加法電路和僅僅一個可變電容把振蕩器調(diào)諧到它的中心頻率的兩個控制輸入端；圖15表示用于測定兩個切割角度不同的晶體的同一性或差異的按照本發(fā)明的裝置的第二實施例；圖16a表示按照圖15中的實施例測定切割角度同一性或差異的流程圖；圖16b表示圖15中存儲器MEM的內(nèi)容；圖17a表示兩個不同溫度的頻率比參數(shù)n_s和主計數(shù)器值n_m的表；圖17b表示按照圖17a的25℃的數(shù)值n_s，n_m；圖17c表示按照圖17a的45℃的數(shù)值n_s，n_m；以及圖18表示頻率比參數(shù)n_s隨溫度的變化。
在這些附圖中，相同或相似的標(biāo)號代表相同的步驟或特征。
本發(fā)明的原理在描述本發(fā)明的詳細(xì)的實施例之前，在這里作一些一般性考慮，以便便于理解本發(fā)明的核心方面。正如上面解釋的，不可能僅僅在一個晶體上進(jìn)行測量就測定確定溫度特性所必須的切割角度。按照本發(fā)明的“匹配晶體的概念”采用至少兩個切割角度相同因而具有相同溫度特性的晶體。假定當(dāng)在各自的振蕩器電路中使用相同的晶體時，由于切割角度相同，各自振蕩器的溫度特性將是相同的，而且主要由晶體的溫度特性決定。就是說，當(dāng)然振蕩器中的其他組件也會影響溫度特性。但是，決定振蕩器的諧振頻率的輸出溫度特性的主要是晶體的溫度特性。但在下文中，假定振蕩器與溫度有關(guān)的特性只決定于晶體的溫度特性，而后者本身又基本上決定于切割角度。
盡管將就振蕩器中晶體的切割角度的測定來描述本發(fā)明的原理和實施例，但是本發(fā)明的概念也可以用于電路中其他組件的溫度特性的測定。
按照本發(fā)明的“匹配晶體的概念”是基于這樣的認(rèn)識，即對于來自同一批次(亦即來自同一塊原料的同一批切片)的兩個晶體，晶體的溫度特性仍舊未知，但有一點已知的是，這兩個晶體在很大程度上具有相同的溫度特性，另一方面，這兩個晶體的諧振頻率都由晶體的厚度d決定，并假定至少兩個晶體具不同的厚度，因而具有不同的諧振頻率。
在下文中，盡管本發(fā)明的概念并不限于只使用兩個晶體(晶體振蕩器)，也可以用于兩個以上的晶體(晶體振蕩器)，只是為了便于解釋，才考慮兩個晶體。純粹是為了便于定義，一個晶體被稱作“第一或主”晶體，而另一個將稱作“第二或從”晶體。
本溫度補償技術(shù)是基于完成頻率測量，或者更加準(zhǔn)確地說基于頻率比測量，后者可用以確定晶體的與溫度有關(guān)的頻率飄移。基本概念是使主晶體或主晶體振蕩器的溫度特性相對于從晶體或從晶體振蕩器的溫度特性而調(diào)偏，并根據(jù)頻率比測量確定切割角度。為了理解本發(fā)明，首先說明性地考慮圖5中進(jìn)行頻率比測量或頻率測量的電路。圖4是一個表，表示相對頻率偏差df_m/fc_m和df_s/fc_s和中心頻率fc_m和fc_s的偏差與用圖5中的電路獲得的數(shù)值n_s、以及下面將要解釋的數(shù)值Tc_m，Tc_s的關(guān)系的一個實例。
在電路5的電路中，主(第一)晶體振蕩器m包括主晶體mc，它是在一個角度下切割的，并具有主諧振頻率溫度特性。主晶體振蕩器m適合于以由主諧振頻率溫度特性決定的主振蕩頻率溫度特性df_m/fc_m輸出主振蕩頻率f_m。類似地，從晶體振蕩器s包括從晶體sc，它是在一個與主晶體相同的角度下切割的，并因而具有與所述主晶體相同的諧振頻率溫度特性。從晶體振蕩器s以從振蕩頻率溫度特性df_s/fc_s輸出從振蕩頻率f_s。因為主和從晶體都是在同一角度下切割的，所以它們具有由上列方程式(2)確定的同一溫度特性。這里為完整起見再重復(fù)一次df/f＝a1(T-Tinv)+a3(T-Tinv)^3(2)在圖5中，主晶體和從晶體的厚度不同，作為一個示例，為了獲得圖4中的值，采用了以下數(shù)值fc_m[MHz](25℃)＝13.000；諧振頻率 (3.1)(主晶體)在25℃下給定；n_m64000最大主計數(shù)器狀態(tài)m(3.2)fc_s[MHz](25℃)＝13.800；諧振頻率(3.3)(從晶體)在25℃下給定；dphi12 切割角度與零角度之差(3.4)a1[1/℃]＝1.008 線性系數(shù)(3.5)a3[1/℃^3]＝1.05E-04 三次系數(shù)(3.6)Tinv[℃]＝25 拐點溫度(3.7)d_m[mm]＝0.1277 諧振器厚度(主晶體)(3.8)d_s[mm]＝0.1297 諧振器厚度(從晶體)(3.9)圖5中的操作大體如下。主計數(shù)器mct用主計數(shù)值n_m對頻率f_m進(jìn)行分頻。就是說，主計數(shù)器mct對主晶體振蕩器m的進(jìn)行n_m個脈沖的計數(shù)后，分別將其輸出置位和復(fù)位。因此，主計數(shù)器的輸出周期Tm大于主晶體振蕩器周期Tc_m。最大值比較裝置MAX_CPM只在選通周期Tm內(nèi)才把從晶體振蕩器的輸出脈沖送給從計數(shù)器sct。在選通周期Tm結(jié)束時，由從計數(shù)器sct讀出計數(shù)值n_s，并將從計數(shù)器sct復(fù)位。在施加給主和從振蕩器m，s的不同溫度下測定若干個數(shù)值n_s。圖4表示在方程式(3.1)-(3.9)的上列參數(shù)下所獲得的數(shù)值的表。從圖5中的電路操作中獲得的圖4中的數(shù)值可以計算如下fc_x[Hz](T)＝fc_x(25℃)*(1+df_x/fc_x) (4.1)Tc_m＝1/fc_m 主時鐘周期(4.2)T_m＝n_m*Tc_m n_m個時鐘周期的時間，亦即選通時間Tc_s＝1/fc_s 從時鐘周期(4.3)T_s＝n_s*Tc_s n_s個時鐘周期的時間 (4.4)n_s＝T_m/Tc_sT_m后計數(shù)器狀態(tài) (4.5)應(yīng)該指出，在圖4中，圖5方程式(2)對主和從晶體溫度特性都是有效的，因為兩者具有相同的切割角度，也沒有進(jìn)行額外的調(diào)偏。但由于主晶體和從晶體的溫度特性相同，所以即使在兩個晶體在頻率上都偏移同樣數(shù)量(由于施加不同的溫度)的情況下，主和從時鐘頻率之間的比率n_s也不會改變，因為df_m/fc_m＝df_s/fc_s。因此，若這兩晶體(在切割角度上)足夠匹配，則從晶體的頻率永遠(yuǎn)受到這樣的牽拉，使得主頻率和從頻率的比率(亦即n_s)在整個溫度范圍內(nèi)保持不變，亦即n_s在整個溫度范圍內(nèi)為常數(shù)。另外，在時間和頻率之間存在線性關(guān)系，就是說，選通時間T_m越長，這兩個頻率之間的比率就越準(zhǔn)確。
如圖6所示，當(dāng)然，選通時間T_m的溫度特性隨著溫度而改變，因為主晶體振蕩器的頻率fc_m隨著溫度而改變，所以主計數(shù)器mct須要與溫度有關(guān)的或多或少的時間來計數(shù)直到最大計數(shù)值n_m。比較圖6和圖3，因為對于較低的溫度頻率升高，所以主計數(shù)器mct較快地計數(shù)直到最大值，因而T_m較小。類似地，對于較高的溫度，諧振頻率fc_m降低，因此主計數(shù)器計數(shù)器mct需要較長的時間計數(shù)直到它的最大值，結(jié)果選通時間T_m較長。
從圖4可以得出一個重要的結(jié)論。本質(zhì)上，從計數(shù)器的數(shù)值n_s代表主晶體振蕩器m和從晶體振蕩器s輸出的從振蕩頻率f_s對于主振蕩頻率f_m的頻率比。但從圖4可以看出，正如所預(yù)期的，實際上除了參數(shù)n_s外該表中所有的參數(shù)都隨著溫度t的改變而改變。實際上保持恒定的只有頻率比參數(shù)n_s一個。當(dāng)然，實際上什么也沒有得到，因為數(shù)值n_s在整個溫度范圍內(nèi)保持恒定，因此無法直接與特定的頻率偏移或溫度大發(fā)生關(guān)系。另外，正如所預(yù)期的，由于這兩晶體具有相同的切割角度，故相對偏差df_m/fc_m和df_s/fc_s相同。就是說，即使使用一對其切割角度與圖4所用的不同的不同晶體，結(jié)果仍舊與圖4類似，就是說，相對頻率偏差可能不同，但是n_s仍為常數(shù)，就是說，與溫度無關(guān)。
本發(fā)明所基于的思想是使頻率比n_s取決于溫度。但是，若兩個晶體都具有相同的(準(zhǔn)備測定的)切割角度，則本發(fā)明的想法是實現(xiàn)從計數(shù)器的與溫度有關(guān)的計數(shù)器狀態(tài)，以便完成人為的溫度特性的調(diào)偏，并預(yù)先在存儲器中記錄一個頻率比參數(shù)n_s與溫度t和切割角度dphi的關(guān)系的表。這個表可以這樣地建立，即在圖5的電路中插入一組具有特定切割角度的晶體，并在施加與預(yù)定的溫度對應(yīng)的調(diào)偏時測量或計算頻率比參數(shù)。
這樣，人為地將主和從晶體(振蕩器)的相同的溫度特性調(diào)偏，即可通過訪問該表獲得有關(guān)切割角度的信息，因而查找圖2的表，通過切割角度按照方程式(2)可以確定溫度特性。
下面將參照本發(fā)明的第一實施例解釋這種將溫度特性調(diào)偏的方法。第一實施例圖7表示通過測定用于按照本發(fā)明的振蕩器中的晶體的切割角度來進(jìn)行溫度補償?shù)难b置的第一實施例。該實施例基于上述原理，亦即實現(xiàn)估計晶體的溫度特性所必需的從計數(shù)器的與溫度有關(guān)的計數(shù)器狀態(tài)(頻率比)，給從晶體振蕩器加上一個外加的溫度系數(shù)，并如圖12所示對于切割角度和溫度的不同的組合預(yù)先計算頻率比參數(shù)n_s。
圖7中的裝置的工作原理與圖5中的工作原理相似。但是，在圖7中，將從晶體振蕩器溫度特性相對于主晶體振蕩器溫度特性調(diào)偏，再加上外加的裝置和存儲器，來測定切割角度dphi。
圖8表示圖7所示頻率比測定裝置FRDM的一個實施例。圖9a，9b表示按照第一實施例的方法的流程圖，圖10和圖11分別表示溫度特性和兩個溫度特性(其中一個被調(diào)偏)的表，圖12表示上述對于切割角度和溫度的不同組合預(yù)先計算的數(shù)值n_s的表。圖13和圖14表示第一(主)和第二(從)晶體振蕩器的不同示例，后者包括額外的調(diào)偏電路，用以將溫度特性相對于第一(主)晶體振蕩器溫度特性調(diào)偏。
在圖7中，主(第一)晶體振蕩器m包括主晶體mc，它是在一個角度下切割的，并具有主諧振頻率溫度特性。主晶體振蕩器m適合于以主要要測定的主振蕩頻率溫度特性df_m/fc_m輸出主振蕩頻率f_m。因此，與圖5中的振蕩器m相比主晶體振蕩器m沒有改變，因此，主晶體振蕩器輸出信號f_m的頻率溫度特性仍舊與上述主振蕩頻率溫度特性相當(dāng)。
df/f＝a1(T-Tinv)+a3(T-Tinv)^3(2)另外，主晶體振蕩器m包括主(第一)調(diào)諧裝置MTM，用以響應(yīng)主控制信號m_ctl調(diào)諧主振蕩頻率f_m，其中所述主調(diào)諧裝置MTM在主控制信號m_ctl具有預(yù)定的主內(nèi)定值時，把主振蕩頻率f_m調(diào)諧到預(yù)定的主中心頻率fc_m。主調(diào)諧裝置MTM是把主振蕩頻率調(diào)諧到定義的值，例如方程式(3.1)的值所必需的。若，例如，周圍溫度為精確的25℃，則當(dāng)然沒有必要再次把主振蕩頻率f_m調(diào)整到它的中心頻率fc_m上。但若周圍溫度不等于25℃(拐點溫度)，則須要施加主(第一)控制信號m_ctl，以便使該頻率回到中心頻率。應(yīng)該指出，當(dāng)然，主控制信號的值無法預(yù)知，因為溫度特性也是未知的。但是，通過測量主晶體振蕩器m輸出的主振蕩頻率f_m，可以求出在任何周圍溫度下主控制信號的值，用以把主晶體振蕩器調(diào)諧回它的中心頻率。
另外，在圖7中，從晶體振蕩器s包括從(第二)晶體sc，它是在一個與所述主晶體mc相同的角度下切割的，因而具有與所述主晶體mc相同的諧振頻率溫度特性。從晶體振蕩器s以從振蕩頻率溫度特性df_s/fc_s輸出從振蕩頻率f_s。
從晶體振蕩器s也包括從調(diào)諧裝置FSTIM，SSTM，用以響應(yīng)第二和第三控制信號s1_ctl和s2_ctl調(diào)諧從振蕩頻率f_s。
按照本發(fā)明，根據(jù)下列方程式(2’)，從振蕩頻率溫度特性df_s/fc_s不同于主振蕩頻率溫度特性df_m/fc_m。
df_s/fc_s＝a1(T-Tinv)+a1’(T-Tinv)+a3(T-Tinv)^3(2’)如圖10和圖11所示，外加的線性項a1’(T-Tinv)使從振蕩頻率溫度特性不同于主振蕩頻率溫度特性。開始測量時，從晶體振蕩器也必須調(diào)諧到它的中心頻率fc_s，例如，調(diào)諧到方程式3.3給出的值。除非周圍溫度剛好精確地為25℃，該溫度下制造商定義了預(yù)定的頻率，第二控制信號s1_ctl用來把從振蕩頻率f_s調(diào)諧到它預(yù)定的從中心頻率fc_s。因為溫度特性在測量開始時是未知的，所以無法預(yù)知第二控制信號應(yīng)該設(shè)置為何值，因為這取決于溫度特性和現(xiàn)存的周圍溫度。但是，通過測量輸出頻率f_s，可以把第二控制信號設(shè)置為把從晶體振蕩器調(diào)諧到它的中心頻率的值。
當(dāng)?shù)谌刂菩盘杝2_ctl失效時，從振蕩頻率的溫度特性與主振蕩頻率的溫度特性相同，而當(dāng)啟動所述第三控制信號時，從振蕩頻率的溫度特性由方程式(2’)決定。
在本說明書中，當(dāng)控制信號被描述為“失效”時，這意味著各自的調(diào)諧信號輸入不用來進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)。實際上，為了避免端子浮空，端子當(dāng)然要設(shè)置到一個預(yù)定的(電壓或電流)值(例如，調(diào)諧電壓范圍的一半)，使得例如調(diào)諧元件的電容(若調(diào)諧通過改變電容實現(xiàn))采取一個完全確定的數(shù)值。另一方面，若該信號被描述為“啟動”，這就意味著該信號用來有效地調(diào)節(jié)頻率。
溫度傳感器TSEN設(shè)置來檢測現(xiàn)存的周圍溫度。從晶體振蕩器設(shè)置裝置SSET從處理裝置PM接收調(diào)偏控制信號DT，而溫度T用溫度傳感器TSEN檢測。從晶體振蕩器設(shè)置裝置SSET根據(jù)調(diào)偏控制信號DT使第三控制信號s2_ctl失效/啟動。具體地說，裝置SSET啟動第三控制信號s2_ctl并將其設(shè)置為一個與溫度傳感器TSEN檢測的溫度T對應(yīng)的控制值。這樣，第二控制信號s1_ctl便基本上控制方程式(2’)所示的外加線性項a1’(T-Tinv)。當(dāng)然，當(dāng)施加一個與周圍溫度或拐點溫度25℃對應(yīng)的控制信號s2_ctl時，該線性項消失，主和從的溫度特性將相同。如圖10和圖11中的表所示，在約25℃的周圍溫度下，頻率的相對偏差相同。
正如上面解釋的，為了以確定的振蕩頻率輸出值開始測量，另一個主/從設(shè)置裝置MS-SET輸出第一和第二控制信號m_ctl，s1_ctl，以便在第三控制信號s2_ctl仍舊失效時把主/從振蕩器調(diào)諧到它們的中心頻率。
接收信號s1_ctl，s2_ctl的從調(diào)諧裝置STM可以包括兩個單獨的調(diào)諧裝置FSTM，SSTM，分別用于中心頻率調(diào)諧和外加線性項的外加調(diào)偏。但是，第一和第二從調(diào)諧裝置FSTM，SSTM也可以由單一裝置構(gòu)成，它同時接收控制信號s1_ctl，s2_ctl。
由于外加的線性項a1’(T-Tinv)由溫度傳感器TSEN實現(xiàn)，所以設(shè)置裝置SSET和從調(diào)諧裝置STM就是一個重要的方面，從晶體振蕩器的兩個實施例示于圖13b和圖14。如圖13a所示，基本電路(用于主振蕩器)作為示例示于Dieter Nuehman所著“ProfessionelleSchaltungtechnik”，F(xiàn)ranzis Verlag，ISBN 3-7723-4002-4一書的第97頁，它包括晶體sc、晶體振蕩器V1的有源部分、電阻R1，R2，R3、電容C1，C2和“veri-cap”(其電容量取決于輸入電流的可變電容)電路D1s。圖13a，b和圖14中的元件R1，D1s，例如，用來把振蕩頻率調(diào)諧到中心頻率。主晶體振蕩器m只包括圖13a的電路，帶有一個“vari-cap”電路D1s，因為主振蕩的溫度特性不被調(diào)偏。
元件D1s用于調(diào)諧各晶體的諧振頻率的目的，以改變振蕩器輸出頻率。調(diào)諧元件D1s提供與牽引晶體諧振頻率的電容有關(guān)的電壓(控制電壓)。受控電壓的內(nèi)定值是把振蕩頻率準(zhǔn)確地調(diào)諧到要求的中心頻率(在正常溫度下)，亦即晶體和電路初始允許誤差的補償。處理裝置PM的主/從設(shè)置裝置MS/SET向各自的元件D1輸出各自的控制信號m_ctl，s1_ctl，以便把主/從振蕩器調(diào)諧到它們的中心頻率上。
如圖13b所示，實現(xiàn)外加線性項的第一個可能性是提供第二控制信號s2_ctl和第二可變電容電路D2s。即使在沒有控制電壓施加在可變電容D2s上時，這將再加一些電容并聯(lián)在C1上，因而第一控制信號s1_ctl將具有不同的值，以便把頻率調(diào)諧到中心頻率。所以，當(dāng)沒有控制電壓施加在D2s上、亦即第二控制信號s2_ctl失效時，總可以為D1s找出一個控制電壓，以便把振蕩器調(diào)諧到預(yù)定的中心頻率。一旦中心頻率控制電壓s1_ctl已經(jīng)在測量開始時施加在電路上，就把另一個控制電壓提供給D2s，以便實現(xiàn)該線性項。
線性項(溫度/頻率關(guān)系)可以容易地實現(xiàn)，例如，通過利用“IC溫度傳感器”，正如在例如，Michael X.Maida，National Semiconductor，application note AN225，4/79，“IC溫度傳感器提供熱電耦編碼-結(jié)補償”中公開的。溫度傳感器的輸出信號(與溫度成線性的電壓輸出)饋送給晶體振蕩器的第二控制輸入s2_ctl。因此，由已經(jīng)用第一控制信號s1_ctl調(diào)諧到它的中心頻率的振蕩器開始，它對于這個中心頻率的頻率偏差與溫度變化是線性的。
實現(xiàn)與溫度有關(guān)的控制信號的另一個簡單的示例是利用具有約-2mV/K的pn結(jié)的溫度依賴性。取決于所要求的精度，也可以使用一個具有完全確定的特定的溫度/輸出信號關(guān)系的易于獲得的溫度傳感器。振蕩器是眾所周知的，有電壓控制型或電流控制型。圖13a，13b和14表示電壓控制型，但是，圖7和圖15中的裝置也可以適合于電流控制型。
當(dāng)然，應(yīng)該指出，原則上在可變電容D2s中存在一種非線性的電壓/電容關(guān)系，但在某些條件下(小的控制電壓擺動，線性化等用的外加電容(固定值))，對于完全的振蕩器，可以實現(xiàn)總體線性的控制電壓/振蕩器頻率關(guān)系。這樣，線性控制電壓/振蕩器頻率關(guān)系便得出線性頻率偏移對溫度的關(guān)系。
另一方面，原則上，若已知是非線性關(guān)系或者甚至采用不同的調(diào)諧電路，則還可能實現(xiàn)非線性項，而不是方程式(2’)中表示的線性項。本發(fā)明重要的特征是用某種辦法實現(xiàn)主/從振蕩器溫度特性的完全確定的調(diào)偏。對本發(fā)明而言，無論這是線性還是三次方都無關(guān)緊要，盡管最好是線性調(diào)偏。當(dāng)然，盡管在這個階段上溫度特性仍舊是未知的，但是至少在測量開始之前外加的調(diào)偏是完全已知的，就是說，振蕩器輸出頻率對于溫度的線性偏移的程度可以測量，亦即人為的線性項是完全確定的(當(dāng)然，盡管總體的溫度特性仍舊未知)。
當(dāng)然，下面將指出，也可以使用圖14中的電路，這里設(shè)置電壓組合器網(wǎng)絡(luò)(電阻，運算放大器)，它組合了第一和第二控制電壓s1_ctl，s2_ctl。所得的控制電壓s_ctl最后施加在單一的可變電容D1上。在這種情況下，首先用使第二控制輸入s2_ctl失效(沒有電壓施加在這個輸入上)的辦法進(jìn)行中心頻率的調(diào)整，并調(diào)整控制電壓s1_ctl來實現(xiàn)中心頻率調(diào)諧。然后，固定控制電壓s1_ctl，并通過把第二控制輸入s2_ctl上的電壓設(shè)置為由溫度傳感器TSEN檢測的溫度來開始測量。
現(xiàn)將會明白，圖7中的從調(diào)諧裝置STM一般可以構(gòu)成得像圖14一樣，亦即從調(diào)諧裝置STM包括加法器ADD、電阻R1和元件D1?；蛘邎D7中的第一和第二從調(diào)諧裝置FSTM，SSTM可以采用圖13b中所示的雙配置R1，D1s，D2s。利用外加線性項測定切割角度的方法示于圖9a。在步驟S2開始實際測量之前，將頻率比參數(shù)n_s與溫度T和切割角度的已知關(guān)系存入存儲裝置MEM，例如，EEPROM(電可擦除可編程存儲器)。這個存儲器的內(nèi)容示于圖12。預(yù)先通過輸入若干個切割角度已知的晶體，并在圖5中的電路上測量頻率比參數(shù)n_s，即可把該關(guān)系作為查尋表存起來。應(yīng)該指出，因為原理上AT切割的晶體的頻率與溫度的關(guān)系從方程式(1)或(2)是已知的，故當(dāng)然也可以預(yù)先計算圖12中的關(guān)系。
在步驟S1把圖12中的關(guān)系存入存儲器MEM之后，按照本發(fā)明方法的第一實施例進(jìn)行以下步驟。在步驟S1把圖12所示的頻率比參數(shù)n_s與溫度T和切割角度的已知關(guān)系存入存儲裝置MEM。在步驟S2，為了具備規(guī)定的開始狀態(tài)，主/從設(shè)置裝置MS-SET向主調(diào)諧裝置MTM和第一從調(diào)諧裝置FSTM輸出控制信號m_ctl和s_ctl，以便把主晶體振蕩器和從晶體振蕩器調(diào)諧到它們的中心頻率fc_m和fc_s上，正如在方程式(3.1)和(3.3)中指出的。
把該頻率調(diào)諧到中心頻率時，令用于將溫度特性(亦即用于實現(xiàn)線性項a1’(T-Tinv))調(diào)偏的第三控制信號失效，亦即中央處理單元只向主/從設(shè)置裝置MS-SET給出中心控制CT，并關(guān)斷提供給從設(shè)置裝置SSET的調(diào)偏控制信號DT。如上所述，根據(jù)調(diào)諧裝置的實現(xiàn)方法，例如在圖13b，14中，可以施加一個控制電壓，以便通過可變電容電路調(diào)諧頻率。這樣的內(nèi)定值是在正常溫度下把振蕩器調(diào)諧到它們的中心頻率的那些數(shù)值。控制信號m_ctl和控制信號s_ctl這樣的內(nèi)定值存儲在EEPROM中。因此，進(jìn)行步驟S2之后，主和從振蕩器工作在它們的中心頻率上。若圖7中的電路工作在一個并非周圍溫度的預(yù)設(shè)溫度下，則可以監(jiān)視振蕩器的輸出，并施加相應(yīng)的控制信號把頻率調(diào)諧到中心頻率上。
在步驟S3中央處理單元CPU輸出調(diào)偏控制信號DT，并把溫度傳感器TSEN的輸出電壓饋送到從設(shè)置裝置SSET和頻率偏差測定裝置FDDM的一個輸入端，下面將對此作出解釋。就是說，當(dāng)控制信號DT輸出到SSET裝置時，溫度傳感器TSEN的輸出電壓(或者可能是其電壓電平的轉(zhuǎn)換版本)作為控制信號(電壓)s2_ctl饋送到調(diào)諧裝置STM，例如若從調(diào)諧裝置STM用兩個不同的裝置FSTM，SSTM實現(xiàn)，則饋送到第二從調(diào)諧裝置SSTM。正如參見方程式(2’)所述，從調(diào)諧裝置STM這樣的設(shè)置將把主振蕩器的諧振頻率溫度特性相對于從振蕩器調(diào)偏(見圖10)。
在步驟S4，頻率比參數(shù)測定裝置FRDM測量輸出頻率f_m和f_s，并測量代表從振蕩頻率f_s對主振蕩頻率f_m比率的頻率比參數(shù)n_s。因為主振蕩器未經(jīng)歷調(diào)偏，所以主振蕩器的輸出頻率f_m當(dāng)然仍舊處于其中心頻率fc_m上。本質(zhì)上，頻率比參數(shù)n_s可以用上面解釋的方程式(4.5)描述。
在步驟S5，把頻率比參數(shù)n_s輸出到訪問裝置AC，后者由中央處理單元CPU用訪問控制信號ACC控制。訪問裝置AC訪問存儲器MEM中如圖12所示的頻率比參數(shù)n_s與溫度T和切割角度的已知關(guān)系。另外，溫度T用于步驟S5的讀出過程。如上所述，已經(jīng)存儲了圖12中已知的關(guān)系，后者是，例如，針對若干個具有不同(已知的)切割角度的不同的晶體在用于圖7中的電路時測得的。就是說，圖12中的表對應(yīng)于已經(jīng)分別在從溫度特性根據(jù)特定的溫度調(diào)偏的情況下進(jìn)行測量而得的測量值。訪問該表或存儲器MEM中已知的關(guān)系時，在溫度傳感器TSEN所測得的各個溫度T下，確定測得的頻率比參數(shù)n_s與表中數(shù)值最匹配的數(shù)據(jù)。例如，若溫度傳感器TSEN測得的溫度為+15℃，而頻率比參數(shù)n_s為1280025600,0001，則最匹配的項是(框起來的)數(shù)值128002560,0000，因此，測得的切割角度dphi為2。圖12中列出的具體數(shù)值是在方程式(3.1)，(3.3)，(3.6)，(3.7)，(3.8)，(2)，(2’)，(4.1)所列示例值連同下列一組參數(shù)下記錄下來的n_m[]＝130000000最大計數(shù)狀態(tài)(max_counter_state_m)(3.2’)dphi_m[min]＝(主和從晶體的)切割角度和零角度的差值(3.4’)a1[1/℃]＝-0.084*dphi線性系數(shù)；(3.5’)a1’[1/℃]＝-0.5從晶體外加線性溫度系數(shù) (3.9)T[℃]＝周圍溫度； (3.10)于是，可以看出，如圖12所示，引入外加的線性溫度系數(shù)，使得對于每一個單獨的切割角度和溫度都有一個唯一的頻率比參數(shù)n_s。根據(jù)一個唯一的n_s，即可從圖12確定切割角度。于是，由于切割角度已知，故步驟S5之后溫度特性基本上已知。
在存儲器MEM’中，存儲著晶體的依賴于溫度的諧振頻率特性(見圖2)與溫度和切割角度的關(guān)系。然后頻率偏差測定裝置FDDM以所測定的切割角度dphi和溫度T訪問存儲在存儲器MEM’中(例如，按照圖2存儲成查尋表)的這種關(guān)系。例如，當(dāng)溫度相當(dāng)于25℃，而切割角度測定為4時，讀出5.8800ppm的數(shù)值。若主和從調(diào)諧裝置MTM，STM通過，例如，以1ppm/伏調(diào)諧頻率的可變電容進(jìn)行調(diào)偏，則須要向調(diào)諧裝置施加5.8800伏的電壓，以便重新調(diào)整頻率。于是，若周圍溫度偏離拐點溫度，則可以進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度補償。就是說，當(dāng)周圍溫度偏離拐點溫度時，控制信號m_ctl和s_ctl的標(biāo)稱內(nèi)定值實際上不能把主和從振蕩器調(diào)諧到它們的中心頻率，因為只有在周圍溫度與拐點溫度相同時才是如此。只有最后從圖12所示的關(guān)系中讀出的數(shù)值才會給出當(dāng)周圍溫度不是拐點溫度時為溫度補償而實際上必須施加在振蕩器上的調(diào)諧電壓的準(zhǔn)確數(shù)值。
應(yīng)該指出，當(dāng)然只有測出切割角度，按照方程式(2)的溫度特性才是已知的，因而圖2的表只是一個例子，說明如何利用查尋表求出相應(yīng)的頻率偏差，從而求出適當(dāng)?shù)恼{(diào)諧電壓。原則上，一旦按照圖9a步驟S1-S5測定切割角度，就可以求出溫度補償電壓。
一旦求出兩個晶體的切割角度，便可以用處理單元計算適當(dāng)?shù)目刂齐妷?，施加在這些振蕩器輸入端m_ctl和s_ctl上，以便把振蕩器調(diào)回它們的中心頻率?，F(xiàn)在振蕩器可以從圖9a中運行的“計算模式”變?yōu)樵谝韵虑闆r下運行的所謂“正常模式”這時第三控制信號s2_ct1切換為關(guān)斷，亦即把控制信號DT切換為關(guān)斷，而振蕩器工作在它們所要求的中心頻率下。溫度和溫度補償控制電壓的數(shù)值保存在存儲器MEM’中，并且是針對感興趣的溫度范圍進(jìn)行收集。由于無需外部設(shè)備，運行的計算模式便可以在制造商的現(xiàn)場上或在任何時候，甚至在現(xiàn)場設(shè)備短缺，在溫度循環(huán)的過程中完成。
如圖12所示，原則上，一個數(shù)值就足以確定切割角度。但是，為了改善測定的準(zhǔn)確度，可以在若干個不同的溫度下測定切割角度。就是說，若有意提高或降低溫度(給振蕩器加熱或冷卻，或者周圍溫度發(fā)生變化，在這種情況下無需施加溫度的裝置，例如加熱器或冷卻器等主動地進(jìn)行加熱或冷卻)，則可獲得不同溫度下的幾個頻率比參數(shù)，使引用圖12進(jìn)行的切割角度計算更加準(zhǔn)確。一旦整個溫度范圍都由足夠數(shù)目的步驟描述，亦即dphi以足夠的準(zhǔn)確度測定，就可以利用存儲在存儲器MEM’中的數(shù)值，或者利用dphi的數(shù)值，而不是重復(fù)進(jìn)行操作的計算模式，來對晶體進(jìn)行溫度補償。
另外，應(yīng)該指出，還可以設(shè)置多個從振蕩器，每一個具有不同的標(biāo)稱中心頻率，但每一個都利用來自同一批次的晶體，亦即切割角度相同的晶體。這時利用幾個圖12所示的表，測定幾個頻率比參數(shù)。對根據(jù)幾個頻率比參數(shù)求出的切割角度求平均，就可以完成準(zhǔn)確度較高的切割角度測定。
在下文中，將參照圖8和9b描述圖7所示頻率比參數(shù)測定裝置FRDM。頻率比參數(shù)測定裝置FRDM包括主計數(shù)器mct，用以對主振蕩頻率f_m的主振蕩頻率脈沖進(jìn)行計數(shù)；從計數(shù)器sct，用以在步驟S41對從振蕩頻率f_s的從振蕩頻率脈沖進(jìn)行計數(shù)；以及最大值比較裝置MAX-CMP，用以在步驟S42把主計數(shù)器的計數(shù)值n_m與確定的最大值n_mmax加以比較。處理裝置PM還包括復(fù)位/讀出裝置RST-ROUT，它適合于在所述最大值比較裝置CMT測出主計數(shù)器計數(shù)值達(dá)到了所述最大值n_mmax時，在步驟S51讀出主計數(shù)器計數(shù)值n_s，作為所述頻率比參數(shù)n_s，并在這種情況下復(fù)位主和從計數(shù)器mct和sct。在這種情況下，如圖8所示，訪問裝置AC在步驟S52利用計數(shù)器的數(shù)值n_s作為確定頻率比的參數(shù)，訪問存儲器MEM。
正如在方程式(4.5)舉例示出并參照圖5描述的，計數(shù)器的數(shù)值n_s是從頻率對主頻率的頻率比的一個量度。因此，無論何時，只要主計數(shù)器mct輸出的并代表脈沖數(shù)的數(shù)值n_m達(dá)到最大值n_mmax，復(fù)位/讀出裝置RST-ROUT就向從計數(shù)器sct和主計數(shù)器mct輸出復(fù)位信號RST-S，RST-M。上述程序用圖9b的步驟S41，S42，S51，S52舉例說明。
從圖12可以非常明顯地看出，為了在如同圖8中實現(xiàn)的頻率比參數(shù)測定裝置FRDM中給出差別足夠大的數(shù)值n_s，測定dphi的分辨率取決于數(shù)值n_m。在采用鎖相環(huán)來產(chǎn)生射頻信號的無線電系統(tǒng)中，這些信號可以用來饋送到主和從計數(shù)器。因為射頻頻率是從基準(zhǔn)頻率(主晶體/從晶體)提供的，所以方程式(4.5)的關(guān)系仍舊有效。因此，可以增大n_m，而不會增大執(zhí)行操作的計算模式所需的時間(例如，GSM系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)頻率897MHz＝69×13MHz)。當(dāng)然，在較快的操作計算模式的優(yōu)點和電路復(fù)雜性及電流消耗增大之間要進(jìn)行權(quán)衡。
另外，可以通過測量從計數(shù)器最后一次加一和選通周期結(jié)束之間的時間(＝幾分之一從周期)來進(jìn)一步增大分辨率。可以把按照與一個從時鐘周期的分?jǐn)?shù)成正比的方式充電電容用于此目的。電容電壓經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換，并代表從計數(shù)器最后一次加一和選通周期結(jié)束之間的時間。第二實施例如上所述，在第一實施例中，為了把從晶體振蕩器的頻率特性調(diào)偏，給從晶體(振蕩器)的溫度特性加上一個外加的線性溫度系數(shù)。不難明白，這基本上相當(dāng)于在從和主振蕩器中使用切割角度不同的兩個不同晶體的情況。就是說，若對溫度特性不施加調(diào)偏，則頻率比參數(shù)可以用來評估主和從振蕩器中所用的兩個晶體的切割角度在多大的程度上相同(或不同)?，F(xiàn)將參照圖15，16a，16b就這個方面描述本發(fā)明的第二實施例，在下文中，這種操作模式稱為操作的“校準(zhǔn)”模式。
對第二振蕩器不有意加上額外的線性項或額外的調(diào)偏時，頻率特性對溫度的主要依賴關(guān)系可以用以下兩個方程式表述df_m/fc_m＝a1(T-Tinv)+a3(T-Tinv)^3(5.1)df_s/fc_s＝a1(T-Tinv)+a3(T-Tinv)^3 (5.2)
這些方程式相當(dāng)于其中沒有施加額外調(diào)偏時的方程式(2)。另外，方程式(4.1)同樣可以應(yīng)用于第二實施例，亦即頻率比參數(shù)n_s作為代表主振蕩頻率對從振蕩頻率的頻率比的比率T_m/Tc_s計算。利用方程式(5.1)，(5.2)可以如方程式(6)所示地計算不加額外的線性項時頻率比參數(shù)n_s的一般關(guān)系n_s＝{n_m/(fc_m*(1+(a1_m(T-Tinv)+a3(T-Tinv)^3)*1e6)}*{(fc_s*(1+(a1_s(T-Tinv)+a3(T-Tinv)^3)*1e6))(6)在方程式(5.1)和(5.2)中，兩個頻率特性是不同的，因為由于切割角度不同而使線性項a1_m和a1_s不同，因為這兩個參數(shù)分別取決于主和從振蕩器晶體的切割角度。因此，方程式(6)表示頻率比參數(shù)n_s與主晶體的切割角度及從晶體的切割角度的關(guān)系。頻率比參數(shù)n_s與兩個晶體的切割角度的這種關(guān)系可以記錄(預(yù)先計算，或作為表存儲)在圖15所示的存儲器MEM’中。(另見圖16a的步驟S3’)。所存儲的關(guān)系表示為圖16b中的針對下列數(shù)值的查尋表。在圖16b中，主晶體的諧振頻率由方程式(3.1)給出。另外，方程式(3.2’)用于計數(shù)器最大值狀態(tài)n_m。此外，從晶體的振蕩頻率由方程式(3.3)給出。主和從振蕩器的線性系數(shù)a1_m和a1_s分別由方程式(3.5’)給出。三次系數(shù)a3_m和a3_s分別由方程式(3.6)給出。正如方程式(3.5)給出的，拐點溫度為25℃。圖16b中方程式(6)已經(jīng)對其進(jìn)行計算的溫度T是T＝45℃。
確定“切割角度相同”的程序示于圖16a。在步驟S2’，第一和第二控制信號設(shè)置為它們的內(nèi)定值，亦即在基準(zhǔn)溫度下把各自的振蕩器調(diào)諧到中心頻率的內(nèi)定值。在步驟S3’，由方程式(6)或圖16b的表反映的預(yù)定關(guān)系存入存儲器MEM中。在步驟S7溫度傳感器TSEN測量周圍溫度，或者由溫度施加裝置HEAT主動地向第一和第二振蕩器m，s提供預(yù)定的測量溫度。測量溫度可以高于或者低于基準(zhǔn)溫度，亦即溫度施加裝置HEAT可以加熱或冷卻第一和第二振蕩器m，s。
在步驟S7方面應(yīng)該指出，溫度施加裝置HEAT只是作為最佳實施例使用，因為若當(dāng)前的周圍溫度不同于拐點溫度，則在周圍溫度下也就可以進(jìn)行頻率比參數(shù)的測定。
在步驟S4，如上所述，測量溫度不同于晶體拐點的溫度，測定代表所述振蕩頻率f_s對所述第一振蕩頻率f_m的頻率比的頻率比參數(shù)n_s。作為一個示例，測量了周圍溫度的T為45℃，這當(dāng)然不同于按照方程式(3.7)的25℃的拐點溫度。對于上面給定值的，作為一個示例，測得的頻率比參數(shù)為n_s＝127997849,61626。
在步驟S5’，用n_s的這個數(shù)值來訪問方程式(6)中的關(guān)系，亦即訪問，例如，圖16b中的已經(jīng)根據(jù)方程式準(zhǔn)備好的查尋表。如上所述，主和從晶體的各自切割角度將直接影響參數(shù)a1_m和a1_s，因此這個關(guān)系可以預(yù)先記錄在存儲器MEM’中。以該值訪問該表時，搜索預(yù)先記錄的n_s值和測得的頻率比參數(shù)之間的最接近的匹配。dphi_s＝6.0l/℃和dphi_m＝4.0l/℃下從晶體的數(shù)值之間求出接近的匹配。于是，在步驟S5’讀出與所測得的頻率比參數(shù)n_s對應(yīng)的第一和第二晶體切割角度。
在步驟S9，通過確定所測定的切割角度或測定的切割角度的比率可以計算切割角度是否相同。
在步驟S2’，S3’，S7，S4，S5’和S9的上述程序中，重要的是進(jìn)行測量的周圍溫度必須不等于拐點溫度，因為對于切割角度的任何組合，頻率比參數(shù)在這個溫度仍舊保持不變。因此，若在步驟S7，周圍溫度剛好等于拐點溫度，則步驟S5的結(jié)果沒有意義，因此在步驟S8通過在步驟S7設(shè)置新的測量溫度(步驟S8的“是”)，進(jìn)一步進(jìn)行測量。如前所述，一種可能性是，通過用溫度施加裝置HEAT主動地設(shè)置新的溫度，第二種可能性是，人們只好一直等到溫度傳感器TSEN測得的周圍溫度取不同的值。
在上述程序中，應(yīng)該指出，就第一實施例對頻率比參數(shù)測定所做的所有描述(圖7，8)同樣地適用于第二實施例。
如上所述，按照第二實施例，只須要在一個不同于拐點溫度的溫度下進(jìn)行一次溫度測量，并且只須要在這個不同的測量溫度下測定一次頻率比參數(shù)。但是，當(dāng)然也可能在幾個不同于周圍溫度溫度下重復(fù)進(jìn)行測量，然后對每一個測量獲得的頻率比參數(shù)求平均，以提高準(zhǔn)確度。然后以平均頻率比參數(shù)訪問方程式(6)或圖16b中的查尋表。
如上所述，若兩個晶體具有不同的切割角度-后者可以如上所述地測定-則這兩個晶體與溫度有關(guān)的頻率特性不同。也可以利用第二實施例進(jìn)行溫度補償如下。
如圖16a所示并如上所述，在周圍溫度剛好等于晶體拐點溫度的情況下必須使用從步驟S7，S4，S5’，S8回到步驟S7的循環(huán)。但是，該循環(huán)也用來在可以等于周圍溫度或甚至是拐點溫度的第一溫度下測定第一頻率比參數(shù)。所測得的頻率比參數(shù)n_s(T1)存入存儲器，其中T1是第一測量溫度。然后重復(fù)進(jìn)行頻率比參數(shù)，可以由于環(huán)境變化，或者可以主動地用設(shè)置溫度施加裝置HEAT而達(dá)到不同于第一溫度T1的第二溫度T2。這個第二頻率比參數(shù)n_s(T2)也可以存入存儲器MEM’。為了使兩個頻率特性相同，可以把控制電壓施加在主振蕩器或從振蕩器上，以便調(diào)諧頻率直至在第二溫度T2下測得頻率比參數(shù)等于在第一溫度(周圍溫度或拐點溫度)下測量的頻率比參數(shù)。通過在多個第二溫度T2下重復(fù)進(jìn)行頻率比參數(shù)測量，可以為每一個溫度T2獲得使頻率特性相同的控制值。
這樣，例如，如圖9b所示，用頻率比參數(shù)測量裝置FRDM對每一個不同的設(shè)置溫度測定頻率比參數(shù)n_s。如圖16a中步驟S8的循環(huán)所示，對在步驟S7施加的若干個不同溫度值進(jìn)行頻率比測量。如圖18所示，頻率比參數(shù)n_s不再在整個溫度范圍內(nèi)保持恒定。這意味著，每一個單個的頻率比參數(shù)都可以與唯一的諧振頻率和溫度相關(guān)。
作為第一示例情況，可以假定，所用的兩個晶體具有不同的切割角度(亦即，它們是來自不同的批次)，但是它們的溫度特性-由于切割角度不同-只是在線性項上不同。這相當(dāng)于第一實施例的情況，只是在第二實施例的情況下線性偏差項并非用調(diào)偏裝置主動調(diào)偏造成的，而是兩個晶體之間切割角度上偏差造成的。在這種情況下，切割角度和差異可以像上面解釋那樣獲得。若切割角度已知，則當(dāng)然易于把一個控制電壓施加在一個或兩個振蕩器上，因為溫度特性從方程式(5.1)和(5.2)明確已知。
第二示例情況是當(dāng)無法假定切割角度的差異與線性項a1’偏差對應(yīng)，亦即切割角度上的差異不會導(dǎo)致兩個在線性項不同的兩個溫度特性時的情況。有一種可能性是通過假定不同的，例如二次或三次偏差來實現(xiàn)圖16b的計算。然后，如上所述地進(jìn)行測定切割角度的程序。
另一種可能性是，若沒有有關(guān)偏差類型的信息，是線性或是三次偏差可用，則在中心頻率設(shè)置上測定第一頻率比參數(shù)n_s。然后，使振蕩器暴露于第二溫度(結(jié)果n_s改變)，然后，把控制電壓(或電流)施加在兩個振蕩器中的一個上，把n_s值重新調(diào)整到在第一(周圍)溫度下測定的數(shù)值上。如上所述，可以建立一個表，對于每一個溫度值，給出一個補償溫度特性差異的控制值，亦即給出一個必須施加在兩個振蕩器中的一個上使兩個溫度特性相同的控制值。從而，在這種情況下該控制值補償因不同的切割角度造成的溫度特性上的差異，而與是否知道偏差的類型(線性、二次或三次等)無關(guān)。在這種情況下，切割角度的差異無法像第一實施例那樣直接測定，但是，把頻率比參數(shù)重新調(diào)整到在周圍溫度下測定的數(shù)值上的調(diào)諧信號的大小，指示出切割角度上差異的程度。
如上所述，頻率比參數(shù)的測定可以用來提供使兩個溫度特性變得相同所必須的控制電壓(或電流)。于是，若使用，例如，具有來自不同批次的兩個不同晶體的兩個振蕩器，則可以按照第二實施例完成第一預(yù)調(diào)諧步驟，測定使溫度關(guān)系相同的與溫度有關(guān)的控制電壓。
然后，可以按照第一實施例實際測定切割角度。若，例如，按照第二實施例第二(從)振蕩器接收調(diào)諧電壓信號，使從溫度特性與主振蕩器的溫度特性匹配，則這相當(dāng)于抵消切割角度的差異。然后，若按照第一實施例測定切割角度，則主振蕩器的晶體的切割角度被測出?；蛘?，若按照第二實施例主振蕩器接收調(diào)諧電壓，則測出從晶體的切割角度。
這樣，如圖16a中步驟S9所示，可以根據(jù)所測得的頻率比參數(shù)確定切割角度的相同(或不同)，亦即對稱性。如上所述，在參照圖4所作的引言中，若兩個切割角度相同，并且在從振蕩器上不施加調(diào)偏，則顯然頻率比參數(shù)應(yīng)該總是相同的，而且與所施加的溫度無關(guān)。
圖17a，17b，17c表示主計數(shù)器狀態(tài)n_m和頻率比參數(shù)n_s(亦即，從計數(shù)器狀態(tài))之間的差異或偏差，以便當(dāng)頻率比參數(shù)測定裝置FRDM如圖8所示地實現(xiàn)時確定切割角度上的偏差(按照第二實施例)或確定切割角度(按照第一實施例)。
如圖17b所示，對于25℃的溫度，過一段約5000微秒時間之后，可以檢測到n_m和n_s數(shù)值上的偏差。圖17c示出對于溫度45℃的同一關(guān)系。圖17a列出數(shù)值。因此，圖17表明，為了檢測出計數(shù)器數(shù)值上的差異需要一段時間。當(dāng)然，這也取決于所用的頻率(達(dá)到某個計數(shù)器狀態(tài)所需的時間顯然取決于頻率)、實際切割角度的差異、差異的程度和類型以及對于n_s的檢測分辨率。例如，在圖17b中，若參數(shù)n_s可以以一個非常高的分辨率分辨，則2000微秒就夠了，但是在5000微秒下可以使用較低的分辨率。本專業(yè)的技術(shù)人都會根據(jù)振蕩器的頻率、兩個溫度特性偏差的程度和類型(按照第一實施例彼此相對調(diào)偏)或切割角度(按照第二實施例)推算適當(dāng)?shù)姆直媛省?br> 另外，應(yīng)該指出，在上述實施例中，已經(jīng)假定，在按照第一實施例和第二實施例分別用于測定切割角度或切割角度的同一性的整個溫度范圍內(nèi)，線性系數(shù)a1，a1_m，a1_s是恒定的。但是，應(yīng)該指出，第一和第二實施例也可以用在這些線性系數(shù)在整個溫度范圍內(nèi)不是恒定的、亦即線性系數(shù)還與溫度有關(guān)、像a1＝f(T)的情況。在這種情況下，可以把所考慮的溫度范圍再細(xì)分為子溫度范圍，在其中線性系數(shù)分別假定為常數(shù)，并分別在這些子溫度范圍內(nèi)執(zhí)行上述程序。其他實施例/優(yōu)點如上所述，根據(jù)方程式(4.1)確定頻率比參數(shù)是假定諧振頻率的溫度特性主要受晶體溫度特性影響。但是，應(yīng)該指出，方程式(4.1)也可以修改，以便考慮振蕩器中也會影響溫度特性的其他組件。因此，本發(fā)明不限于溫度特性完全只受晶體的溫度特性影響的特殊情況，而且可以應(yīng)用于溫度特性也受其他因素影響的一般情況。
溫度補償技術(shù)可以特別有利地用于以第一和至少一個第二基準(zhǔn)頻率工作的通信系統(tǒng)的用戶站(例如，移動電話)。例如，GSM和GPS系統(tǒng)用的以兩個頻率(13HMHz/24.5525MHz)工作的雙模式工作站采用兩個不同的振蕩器時可以從溫度補償中獲得好處。一般說來，用戶站可以是多標(biāo)準(zhǔn)通信裝置，亦即是一種能夠按照一個以上的標(biāo)準(zhǔn)工作的裝置。一個示例是雙或三模式裝置或移動臺或GSM移動電話，包括GPS或GSM移動電話，包括WECT。要求相同或不同晶體振蕩器頻率的標(biāo)準(zhǔn)可能包括例如在移動通信中GSM 999，GSM 1800或GSM 1900(GSM標(biāo)準(zhǔn))，AMPS，DAMPS，PDC，CWDMA或UMTS標(biāo)準(zhǔn)和/或，例如，在定位裝置中，GPS，Glonass，EGNOS，WAAS或它們的組合。
利用這樣的溫度補償技術(shù)可以獲得許多好處。首先，所有的初始調(diào)整可以在室溫下進(jìn)行，亦即無需溫度循環(huán)，這使成本降低。所有調(diào)諧工作可以以數(shù)字方式進(jìn)行，例如無需激光微調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)。操作的計算/校準(zhǔn)模式無需外部附加設(shè)備。這個概念只需“簡單的”電路元件，諸如計數(shù)器和溫度傳感器。在移動電話中，計數(shù)器作為PLL電路現(xiàn)有的部件已經(jīng)存在，因而這些部件可以用作圖8中溫度補償技術(shù)用的簡單的計數(shù)器。在大部分移動應(yīng)用中，已經(jīng)使用溫度傳感器，它可以用于頻率特性的調(diào)偏。足夠的處理能力和EEPROM從動裝置也可以重復(fù)利用。
溫度補償?shù)臏?zhǔn)確度顯然取決于晶體振蕩器切割角度的差值，而不是絕對值。從同一原料切片獲得切割角度匹配的晶體比獲得切割至一個絕對角度的切片要容易得多。這對振蕩器的其余電路(特別是調(diào)諧元件)元件也是如此。通過無需外加硬件的校準(zhǔn)程序可以改善切割角度差異的準(zhǔn)確度。因此，即使切割角度不同，首先可以在校準(zhǔn)模式下測定切割角度，然后可以在校準(zhǔn)模式下利用這個相對偏差來確定絕對角度。最方便是生產(chǎn)切割角度相同的晶體(質(zhì)量較高的優(yōu)點)，而不是制造具有確定切割角度差的晶體。
晶體在整個溫度范圍內(nèi)頻率偏差方面的規(guī)格可以放松，這也會降低成本。如上所述，在雙模式應(yīng)用中，總是需要兩個不同的基準(zhǔn)頻率，主和從振蕩頻率根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇。不用兩個須要分別溫度補償?shù)膯为毜木w振蕩器，而用兩個具有來自同一批次的晶體的振蕩器，然后在單個步驟中進(jìn)行溫度補償。
匹配的晶體還可以裝在一個罩子內(nèi)，亦即以較低的包裝成本發(fā)貨。本發(fā)明也可以作為完全集成的基準(zhǔn)源的基礎(chǔ)，因為系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與(切割角度、振蕩器的有源器件)相對值而不是絕對值有關(guān)。另外，上述與溫度有關(guān)的頻率飄移的估計，因而補償當(dāng)然不限于AT切割的晶體，而是也可以擴(kuò)展到其他的晶體類型。
最后，本發(fā)明一個最大的優(yōu)點是，為了進(jìn)行校準(zhǔn)，無須進(jìn)行初始的在整個溫度范圍內(nèi)的掃描。
盡管在上述示例中頻率調(diào)諧是參照利用電壓來調(diào)諧頻率的特定示例進(jìn)行描述的，但應(yīng)指出，也可以采用任何其他類型的頻率調(diào)整，例如，振蕩器的電流頻率控制。因此，以上有關(guān)電壓控制所作的所有描述都可以應(yīng)用于電流控制。工業(yè)應(yīng)用當(dāng)然，本發(fā)明不限于遠(yuǎn)程通信的任何應(yīng)用，而是也可以用于其他使用具有晶體的振蕩器的裝置。另外，盡管已經(jīng)參照匹配兩個晶體描述了本發(fā)明，但應(yīng)明白，振蕩器中的任何其他組件也可以代替晶體，以便對其進(jìn)行類似的溫度補償技術(shù)。
此外，本發(fā)明當(dāng)然也不限于特定的實施例和這里包含的技術(shù)，本專業(yè)的技術(shù)人員可以在本公開的基礎(chǔ)上進(jìn)行其他修改和改變。另外，本發(fā)明也不限于已經(jīng)描述的實施例，本發(fā)明的其他實施例可以包括在權(quán)利要求書和在說明書中單獨列出的特征。
本發(fā)明的范圍只受后附的權(quán)利要求書限制。這些權(quán)利要求的號碼只用于舉例說明的目的，并不限制保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種通過測定用于振蕩器(s，m)的晶體(mc，sc)的切割角度(dphi)進(jìn)行溫度補償所述的裝置，它包括a)第一晶體振蕩器(m)，包括第一晶體(mc)，它在一個角度下切割，具有第一諧振頻率溫度特性，適合于以由所述第一諧振頻率溫度特性決定的第一振蕩頻率的溫度特性(df_m/fc_m)輸出第一振蕩頻率(f_m)；并且包括第一調(diào)諧裝置(MTM，D1m)，用以響應(yīng)第一控制信號(m_ctl)調(diào)諧所述第一振蕩頻率(f_m)，當(dāng)所述第一控制信號具有第一內(nèi)定值時，所述第一調(diào)諧裝置(MTM，D1m)把所述第一振蕩頻率(f_m)調(diào)諧到預(yù)定的第一中心頻率(fc_m)；b)至少一個第二晶體振蕩器(s)，包括第二晶體(sc)，后者在一個與所述第一晶體(mc)相同的角度下切割，因而具有與所述第一晶體(mc)相同的諧振頻率溫度特性，適合于以第二振蕩頻率溫度特性(df_s/fc_s)輸出第二振蕩頻率(f_s)；并且包括第二調(diào)諧裝置(STM；FSTM，D1s；SSTM，D2s)，用以響應(yīng)第二和第三控制信號(s1_ctl，s2_ctl)調(diào)諧所述第二振蕩頻率(f_s)，當(dāng)所述第二控制信號具有第二內(nèi)定值時，所述第二調(diào)諧裝置(FSTM，D1s)把所述第二振蕩頻率(f_s)調(diào)諧到預(yù)定的第二中心頻率(fc_s)；以及當(dāng)所述第三控制信號失效時，所述第二振蕩頻率的溫度特性與所述第一振蕩頻率的溫度特性相同，而當(dāng)啟動所述第三控制信號時，所述第二振蕩頻率的溫度特性被調(diào)偏；c)第二晶體振蕩器設(shè)置裝置(SSET)，用以啟動所述第三控制信號(s2_ctl)，并將其設(shè)定為與溫度有關(guān)的控制值；d)處理裝置(PM)，包括第一/第二控制信號設(shè)置裝置(MS-SET)，用以把所述第一控制信號和所述第二控制信號設(shè)置為其內(nèi)定值；至少一個頻率比確定裝置(FRDM，mct，sct)，用以當(dāng)把所述第一和所述第二控制信號設(shè)置為其內(nèi)定值，并啟動所述第三信號和將其設(shè)置為與所述溫度值相應(yīng)的控制值時，測定代表所述第二振蕩頻率(f_s)對所述第一振蕩頻率(f_m)的頻率比的頻率比參數(shù)(n_s)；存儲裝置(EEPROM，MEM，MEM’)，用以存儲頻率比參數(shù)與溫度(T)及切割角度的已知關(guān)系(6.7)；以及訪問裝置(AC)，用以以所述溫度和所述確定的頻率比參數(shù)(n_s)訪問所述存儲裝置(EEPROM，MEM)，并讀出與此對應(yīng)的切割角度。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二調(diào)諧裝置(FSTM，D1s；SSTM，D2s)包括第一和第二調(diào)諧單元(FSTM，D1s；SSTM，D2s)，所述第一調(diào)諧單元(FSTM，D1s)受所述第二控制信號(s1_ctl)控制，而所述第二調(diào)諧單元(SSTM，D2s)受所述第三控制信號(s2_ctl)控制。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一晶體(mc)和所述第二晶體(sc)取自同一批次。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述存儲裝置(EEPROM，MEM)適合于存儲查尋表(6.3)，后者包含代表所述第一對所述第二振蕩頻率(f_m，f_s)的所述頻率比參數(shù)(n_s)的預(yù)先計算的數(shù)值，與所述調(diào)偏的第二振蕩頻率溫度特性一致地依賴于切割角度(dphi)和溫度(T)；其中所述訪問裝置(AC)適合于以所述測定的頻率比參數(shù)和所述預(yù)定的溫度值(T)訪問所述存儲裝置(MEM)，并讀出與所述溫度值對應(yīng)的切割角度和與所述測定的頻率比參數(shù)最匹配的所存儲的頻率比參數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述頻率比測定裝置(FRDM，mct，sct)包括-第一計數(shù)器(mct)，用以對所述第一晶體振蕩器(m)的所述第一振蕩頻率(f_m)脈沖進(jìn)行計數(shù)，-至少一個第二計數(shù)器(sct)，用以對所述第二晶體振蕩器(s)的所述第二振蕩頻率(f_s)脈沖進(jìn)行計數(shù)，-最大值比較裝置(MAX-CPM)，用以把所述第一計數(shù)器的計數(shù)值(n_m)與預(yù)定的最大值(n_mmax)比較，-其中所述處理裝置(PM)還包括復(fù)位/讀出裝置(RST-ROUT)，適合于當(dāng)所述最大值比較裝置(MAX-CMP)測出所述第一計數(shù)器的計數(shù)值達(dá)到所述最大值時讀出所述第二計數(shù)器的計數(shù)值(n_s)作為所述頻率比參數(shù)(n_s)，并使所述第一和第二計數(shù)器(mct，sct)復(fù)位，-其中，所述訪問裝置(AC)以所述溫度值和所述讀出的所述第二計數(shù)器的計數(shù)值(n_s)訪問所述存儲裝置(EEPROM，MEM)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述存儲裝置(MEM’)還適合于存儲晶體的與溫度有關(guān)的諧振頻率與溫度和切割角度的關(guān)系(4a.1)，其中所述處理裝置(PM)還包括頻率偏差測定裝置(FDDM)，后者適合于從所述存儲裝置(MEM)讀出取決于所測定的切割角度和溫度傳感器(TSEM)所測定的周圍溫度的頻率偏差(FD)；其中所述第二晶體振蕩器設(shè)置裝置(S-SET)適合于使所述第三控制信號失效，而所述第一/第二控制信號設(shè)定裝置(MS-SET)適合于把所述第一控制信號和所述第二控制信號設(shè)置成與所述讀出的頻率偏差對應(yīng)的值，以便把所述第一和第二晶體振蕩器(m，s)調(diào)回它們的中心頻率。
7.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述第一調(diào)諧單元(MTM)包括可電壓調(diào)諧的電容(D1m)，其中所述第一控制信號(m_ctl)是具有預(yù)定電壓電平的電壓信號。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述第一和第二調(diào)諧單元(FSTM，SSTM)中的每一個包括可電壓調(diào)諧的電容器(D1s，D2s)，其中所述第二和第三控制信號(s1_ctl，s2_ctl)是具有預(yù)定電壓電平的電壓信號。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二調(diào)諧裝置(FSTM，SSTM)由單一的可電壓調(diào)諧的電容(D1s)構(gòu)成，其中所述第二和第三控制信號(s1_ctl，s2_ctl)是電壓信號，并通過電壓結(jié)合網(wǎng)絡(luò)(ADD)把所述第二和第三控制信號(s1_ctl，s2_ctl)組合而形成用于所述單一可電壓調(diào)諧電容的單一的控制電壓(s_ctl)。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于多個第二晶體振蕩器(si)、多個頻率比參數(shù)測定裝置(FRDMi)和用以求出所述所測定的多個頻率比參數(shù)的平均值的平均裝置(AV)，其中所述訪問裝置(AC)以平均頻率比參數(shù)訪問所述存儲裝置(MEM，EPROM)。
11.一種用于確定振蕩器(s，m)中使用的晶體(sc，mc)的切割角度(dphi)的同一性的裝置，它包括a)第一晶體振蕩器(m)，包括第一晶體(mc)，它在一個角度下切割，具有第一諧振頻率溫度特性，適合于以由所述第一諧振頻率溫度特性決定的第一振蕩頻率溫度特性(df_m/fc_m)輸出第一振蕩頻率(f_m)；并且包括第一調(diào)諧裝置(MTM，D1m)，用以響應(yīng)第一控制信號(m_ctl)調(diào)諧所述第一振蕩頻率(f_m)，當(dāng)所述第一控制信號具有第一內(nèi)定值時，所述第一調(diào)諧裝置(MTM；D1m)把所述第一振蕩頻率(f_m)調(diào)諧成預(yù)定的第一中心頻率(fc_m)；b)第二晶體振蕩器(s)包括第二晶體(sc)，后者在一個角度下切割，并具有一個諧振頻率的溫度特性；適合于以第二振蕩頻率溫度特性(df_s/fc_s)輸出第二振蕩頻率(f_s)；并且包括第二調(diào)諧裝置(FSTM，D1s；SSTM，D2s)，用以響應(yīng)該第二控制信號(s1_ctl)調(diào)諧所述第二振蕩頻率(f_s)，當(dāng)所述第二控制信號具有第二內(nèi)定值時，所述第二調(diào)諧裝置(FSTM，D1s)把所述第二振蕩頻率(f_s)調(diào)諧到預(yù)定的第二中心頻率(fc_s)；c)由于第一和第二晶體的切割角度不同，故所述第二振蕩頻率的溫度特性與所述第一振蕩頻率的溫度特性不同；d)處理裝置(PM)它包括第一/第二控制信號設(shè)置裝置(MS-SET)，用以把所述第一控制信號和所述第二控制信號設(shè)置成它們的內(nèi)定值；頻率比測定裝置(FRDM；mct，sct)，用以在不同于晶體拐點溫度(Tinv)的測量溫度(Tmeas，Tset)下，測定代表所述第二振蕩頻率(f_s)對所述第一振蕩頻率(f_m)的頻率比的頻率比參數(shù)(n_s)；存儲裝置(EEPROM，MEM，MEM’)，用以存儲在所述測量溫度下所述頻率比參數(shù)(n_s)與所述第一晶體(mc)的切割角度(dphi-m)和所述第二晶體(sc)的切割角度(dphi_s)的已知關(guān)系；訪問裝置(CAL，AC)，用以以所述確定的頻率比參數(shù)(n_s)訪問所述存儲裝置(EEPROM，MEM，MEM’)，并讀出與此對應(yīng)的所述第一和第二晶體的切割角度；以及校準(zhǔn)裝置(CAL)，用以根據(jù)所讀出的所述第一和第二晶體的切割角度確定這些切割角度的同一性。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于溫度施加裝置(HEAT)，用以把所述測量溫度加到所述第一和所述第二振蕩器(m，s)的每一個上，以便把所述振蕩器暴露在所述測量溫度(例如，t＝45℃)下，和/或溫度測量裝置(TSEN)，用以測量當(dāng)前的周圍溫度作為所述測量溫度(Tmeas)。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述存儲裝置(EEPROM，MEM，MEM’)適合于存儲查尋表(圖16b)，后者包含預(yù)先計算的數(shù)值，所述預(yù)先計算的數(shù)值代表按照所述第一和第二振蕩頻率溫度特性、取決于第一和第二晶體的切割角度(dphi)在所述測量溫度(Tset，Tmeas)下的所述第一對所述第二振蕩頻率(f_m，f_s)的所述頻率比參數(shù)(n_s)；其中所述訪問裝置(AC)適合于以在所述預(yù)定的測量溫度下測定的頻率比參數(shù)訪問所述存儲裝置(MEM)，并讀出與在所述測量溫度下的所述頻率比參數(shù)最匹配的頻率比參數(shù)下的第一和第二切割角度。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述頻率比測定裝置(FRDM，mct，sct)包括-第一計數(shù)器(mct)，用以對所述第一晶體振蕩器(m)的所述第一振蕩頻率(f_m)脈沖進(jìn)行計數(shù)，-至少一個第二計數(shù)器(sct)，用以對所述第二晶體振蕩器(s)的所述第二振蕩頻率(f_s)脈沖進(jìn)行計數(shù)，以及-最大值比較裝置(MAX-CPM)，用以把所述第一計數(shù)器的計數(shù)值(n_m)與預(yù)定的最大值(n_mmax)比較，-其中所述處理裝置(PM)還包括復(fù)位/讀出裝置(RST-ROUT)，適合于當(dāng)所述最大值比較裝置(CMP)測出所述第一計數(shù)器計數(shù)值達(dá)到所述最大值時讀出所述第二計數(shù)器計數(shù)值(n_s)作為所述頻率比參數(shù)(n_s)，并且用以使所述第一和第二計數(shù)器(mct，sct)復(fù)位，-其中，所述訪問裝置(AC)以所述讀出的第二計數(shù)器計數(shù)值(n_s)訪問所述存儲裝置(EEPROM，MEM)。
15.一種通過測定第一和至少一個第二晶體振蕩器(s，m)使用的晶體(sc，mc)的切割角度(dphi)來進(jìn)行溫度補償?shù)姆椒?，所述第一和第二晶體振蕩器具有第一調(diào)諧裝置(MTM，D1m)和第二調(diào)諧裝置(FSTM，SSTM，D1s，D2s)、用以按照第一、第二和第三控制信號調(diào)諧第一和第二振蕩頻率(f_m，f_s)，其中當(dāng)所述第三控制信號失效時，所述第一振蕩頻率的溫度特性(df_m/fc_m)和所述第二振蕩頻率的溫度特性(df_s/fc_s)相同，而如果啟動所述第一控制信號，則所述第一振蕩頻率的溫度特性和所述第二振蕩頻率的溫度特性不同，所述方法包括以下步驟a)把頻率比參數(shù)(n_s)與溫度(T)和切割角度的已知關(guān)系(6.7)存儲(S1)在存儲裝置(EEPROM，MEM)中，b)使所述第三控制信號失效(S2)，并通過把所述第一和第二控制信號設(shè)置為其內(nèi)定值，將所述第一和第二振蕩頻率(f_m，f_s)調(diào)諧到它們的中心頻率上，c)啟動(S3)所述第三控制信(SSTM，D2s)，并把所述第三控制信號設(shè)定為與溫度有關(guān)的控制值，d)測量(S4)所述第一振蕩頻率(f_m)和所述第二振蕩頻率(f_s)，并測定代表所述第二振蕩頻率對所述第一振蕩頻率的比率的頻率比參數(shù)(n_s)，e)以所確定的頻率比參數(shù)(n_s)和所述溫度訪問(S5)所述存儲裝置(MEM)，讀出與此對應(yīng)的切割角度。
16.如權(quán)利要求15的方法，其特征在于在所述步驟a)在所述存儲裝置(EEPROM，MEM)中存儲查尋表(6.3)，后者包含預(yù)先計算的數(shù)值，所述預(yù)先計算的數(shù)值代表按照調(diào)偏的第二振蕩頻率溫度特性、取決于切割角度(dphi)和溫度(T)的所述第一振蕩頻率對所述第二振蕩頻率(f_m，f_s)的所述頻率比參數(shù)(n_s)；以及在所述步驟e)以所述測定的頻率比參數(shù)和所述溫度(T)訪問所述存儲裝置(MEM)，并讀出與溫度值和所存儲的與所述測定的頻率比參數(shù)最匹配的頻率比參數(shù)對應(yīng)的切割角度。
17.如權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述步驟d)(S4)包括以下用以測定頻率比的步驟-用第一計數(shù)器(mct)對所述第一晶體振蕩器(m)的第一振蕩頻率(f_m)脈沖進(jìn)行計數(shù)(S41)，-用第二計數(shù)器(sct)對所述至少一個第二晶體振蕩器(s)的第二振蕩頻率(f_s)脈沖進(jìn)行計數(shù)(S41)，-用最大值比較裝置(MAX-CPM)把所述第一計數(shù)器的計數(shù)值(counter_output_ml)與預(yù)定的最大值(counter_state_max)加以比較(S51)，-當(dāng)所述最大值比較裝置(MAX-CMP)測出所述第一計數(shù)器計數(shù)值達(dá)到所述最大值時讀出(S52)所述第二計數(shù)器計數(shù)值(n_s)作為所述頻率比參數(shù)(n_s)，并且使所述第一和所述第二計數(shù)器(mct，sct)復(fù)位，以及-以所述溫度值和所述讀出的第二計數(shù)器計數(shù)值(n_s)訪問所述存儲裝置(EEPROM，MEM)。
18.如權(quán)利要求15的方法，其特征在于在步驟a)把所述晶體的所述與溫度有關(guān)的諧振頻率特性與溫度和切割角度的關(guān)系(表4a.1)存儲起來，所述步驟e)之后，從所述存儲裝置(MEM)讀出(S6)取決于所測定的切割角度和溫度傳感器(TSEM)測定的周圍溫度的頻率偏差(FD)；使所述第三控制信號失效(S6)，并把所述第一控制信號和所述第二控制信號設(shè)置成與所述讀出的頻率偏差對應(yīng)的值，以便把所述第一和第二晶體振蕩器(m，s)調(diào)回它們的中心頻率。
19.一種確定第一和第二晶體振蕩器(s，m)中使用的晶體(sc，mc)的切割角度(dphi)同一性的方法，所述第一和第二晶體振蕩器具有第一調(diào)諧裝置(MTM，D1m)和第二調(diào)諧裝置(FSTM，SSTM，D1s，D2s)、用以按照第一和第二控制信號調(diào)諧第一和第二振蕩頻率(f_m，f_s)，所述方法包括以下步驟a)通過把所述第一和第二控制信號設(shè)置(S2’)為其內(nèi)定值，將所述第一和第二振蕩頻率(f_m，f_s)調(diào)諧到它們的中心頻率；b)把在所述測量溫度下頻率比參數(shù)(n_s)與所述第一晶體(mc)的切割角度(dphi_m)和所述第二晶體(sc)的切割角度(dphi_s)的已知關(guān)系存入(S3’)存儲裝置(EEPROM，MEM，MEM’)；c)在不同于晶體拐點溫度(Tinv)的測量溫度(Tmeas，Tset)下測量(S7，S4)所述第一振蕩頻率(f_m)和所述第二振蕩頻率(f_s)，并確定代表所述第二振蕩頻率對所述第一振蕩頻率的比率的頻率比參數(shù)(n_s)；d)以所述所確定的頻率比參數(shù)(n_s)訪問(S5’)存儲裝置(EEPROM，MEM，MEM’)，并讀出與此對應(yīng)的所述第一和第二晶體的切割角度；以及e)根據(jù)所述讀出的第一和第二晶體切割角度確定所述切割角度的同一性。
20.如權(quán)利要求19的方法，其特征在于所述測量溫度(Tmeas)是被測量(TSEN，S7)的周圍溫度或在所述振蕩器中由溫度施加裝置(HEAT)設(shè)置(S7)的溫度(Tset)。
21.如權(quán)利要求19的方法，其特征在于通過計算所述測定的切割角度的差值來確定所述切割角度的同一性。
22.如權(quán)利要求19的方法，其特征在于通過計算所述測定的切割角度的比率來確定所述切割角度的同一性。
23.一種以第一和至少一個第二頻率的工作的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的用戶站，它包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中的一個或多個所述的裝置，其中，所述第一晶體振蕩器和所述至少一個第二晶體振蕩器提供所述第一和所述至少一個第二頻率。
24.如權(quán)利要求22的用戶站，其特征在于所述用戶站是多標(biāo)準(zhǔn)通信裝置。
25.如權(quán)利要求24的用戶站，其特征在于所述多標(biāo)準(zhǔn)通信裝置是雙模式或三模式移動電話、包括GPS的GSM移動電話或包括DECT的GSM移動電話。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過測定在主和從晶體振蕩器(m，s)中使用的主和從晶體(mc，sc)的切割角度進(jìn)行溫度補償?shù)难b置和方法。當(dāng)主和從晶體振蕩器(m，s)已經(jīng)被調(diào)諧到它們的中心頻率(fc_m，fc_s)時，主動地將從晶體振蕩器(s)的溫度特性相對于主晶體振蕩器(m)的溫度特性調(diào)偏。在調(diào)偏的狀態(tài)下，測定從輸出頻率對主輸出頻率(f_s/f_m)的頻率比參數(shù)(n_s)，并利用此參數(shù)(n_s)來確定切割角度，以便從存儲裝置(MEM)讀出取決于溫度(T)的切割角度。本發(fā)明還涉及使用兩個切割角度不同的晶體、測定頻率比參數(shù)、以確定切割角度相同/對稱或不同而進(jìn)行溫度補償?shù)难b置和方法。本發(fā)明一個特別有用的應(yīng)用是雙模式移動電話，它要求使用至少兩個諧振頻率不同的振蕩器。
文檔編號H03B5/00GK1391727SQ00815966
公開日2003年1月15日 申請日期2000年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月22日
發(fā)明者W·科迪姆 申請人:艾利森電話股份有限公司