電子振蕩電路制造技術(shù)

電子振蕩器電路，包括：用于供應(yīng)第一振蕩信號的第一振蕩器；用于供應(yīng)第二振蕩信號的第二振蕩器；第一控制器，其用于根據(jù)第一控制器的第一控制器輸入與第二控制器輸入之間的相差來傳遞第一控制信號；第二控制器，其用于根據(jù)第二控制器的第一控制器輸入與第二控制器的第二控制器輸入之間的相差來傳遞第二控制信號；共振器；至少一個(gè)第二共振頻率，其中第一相移取決于第二激勵(lì)信號的頻率與第二共振頻率之間的差異；以及處理裝置，其用于接收第一振蕩器信號和第二振蕩器信號、確定其相互比例、在預(yù)存儲(chǔ)的表中查找頻率補(bǔ)償因數(shù)并且輸出補(bǔ)償?shù)恼袷幮盘枴?br />

Electronic oscillating circuit

The electronic oscillator circuit includes: a first oscillator supply the first oscillation signal; for second oscillator supply second oscillation signal; a first controller for according to the phase difference between the input of the first controller and a second controller first controller to transmit a first control signal; the second controller, used to transfer second control signal based on the phase difference between second input the controller second controller input and second first controller; resonator; at least one of the second resonance frequency, the frequency differences between the second and the first resonance frequency phase shift depends on second excitation signal; and a processing unit for receiving the first signal and the second signal oscillator oscillator, determine the proportion, the search frequency compensation factor and output compensation in pre stored in the table Oscillation signal.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】電子振蕩電路
本專利技術(shù)涉及一種電子振蕩器電路，并且涉及一種用于操作此電路的方法。更具體來說，本專利技術(shù)涉及一種具有降低的溫度敏感度的電子振蕩器電路。
技術(shù)介紹
電子振蕩器電路通常包括引起振蕩或者可以使其共振并且隨后引起振蕩的元件。這些振蕩可以用作電子電路中的頻率或時(shí)間參考。所需要的正確性越高，對振蕩電路設(shè)置越高精確度要求。由于振蕩器電路的精確度高度取決于振蕩器或共振器元件的精確度，所以根據(jù)本領(lǐng)域的頻率和時(shí)間參考是建立非常含蓄地定義的材料性質(zhì)上(諸如對于銫和銣振蕩器)，這從原子能級獲得其頻率精確度。然而，這些元件相對昂貴。在較低精確度水平上，石英晶體可用作較便宜的參考。石英晶體易于用在電子電路中，并且在石英晶體是在天然中發(fā)現(xiàn)時(shí)其純度非常高，從而導(dǎo)致良好的共振特性。在熔化進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，純度可能接近完美，從而使得若干不希望的效應(yīng)(與噪音和老化有關(guān))幾乎不存在。驅(qū)動(dòng)石英晶體簡單，因?yàn)槭⒈憩F(xiàn)出壓電行為，這意味著容易由電子器件驅(qū)動(dòng)和讀取晶體的精確機(jī)械振動(dòng)性質(zhì)。對此較低精確度的、源于集成電路的制造的替代物也是可獲得的。微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)允許在與電子器件集成在一起時(shí)可以機(jī)械地振動(dòng)的部件。石英晶體和MEMS共振器在其穩(wěn)定性、尤其是其溫度行為方面都表現(xiàn)出局限性，其對于-40至+125攝氏度的相關(guān)溫度具有約數(shù)十百萬分率(ppm)的精確度，這無法與銫和銣振蕩器(約幾兆分率，ppt)和所謂的粒子噴泉(約0.001ppt)的精確度非常有利地進(jìn)行比較。根據(jù)本領(lǐng)域，已知的是補(bǔ)償主要晶體的共振器的溫度行為。在制造時(shí)，建立共振器和振蕩器電路的溫度偏差，并且將其存儲(chǔ)為用以校正偏差的補(bǔ)償表。使用單獨(dú)的溫度測量儀并試圖用額外的電容來補(bǔ)償相關(guān)晶體的頻率偏差的補(bǔ)償方法是已知的。然而，如果測量設(shè)備被粘合到晶體上，則其在晶體中引入新的溫度效應(yīng)，并且如果不是，則兩個(gè)元件之間將存在溫度差異，這將使得動(dòng)態(tài)響應(yīng)受限。在任一種情況下，精確度都變差。老化在此是并發(fā)因素，但是其可以通過預(yù)老化和通常以純材料工作來保持受限。當(dāng)使用MEMS時(shí)，純度在制造中是隱性的并且可以有限的成本實(shí)現(xiàn)氣密密封。通過補(bǔ)償該溫度行為，晶體和MEMS共振器正在接近幾十億分率(ppb)的范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目標(biāo)是提供一種電子振蕩器電路和一種沒有以上缺點(diǎn)的用于操作此電路的方法。本專利技術(shù)為此提出一種電子振蕩器電路，包括：用于取決于第一控制信號供應(yīng)具有第一振蕩頻率的第一振蕩信號的第一振蕩器；用于取決于第二控制信號供應(yīng)具有第二振蕩頻率的第二振蕩信號的至少一個(gè)第二振蕩器；第一控制器，其用于根據(jù)第一控制器的第一控制器輸入與第二控制器輸入之間的相差來傳遞第一控制信號；第二控制器，其用于根據(jù)第二控制器的第一控制器輸入與第二控制器的第二控制器輸入之間的相差來傳遞第二控制信號；以及共振器，其具有：至少一個(gè)第一共振頻率，其中第一相移取決于第一激勵(lì)信號的頻率與第一共振頻率之間的差異；至少一個(gè)第二共振頻率，其中第一相移取決于第二激勵(lì)信號的頻率與第二共振頻率之間的差異，其中第一振蕩信號被反饋到第一控制器的第一控制器輸入，并且通過共振器反饋到第一控制器的第二控制器輸入，并且第二振蕩信號被反饋到第二控制器的第一控制器輸入，并且通過共振器反饋到第二控制器的第二控制器輸入；處理器，其用于接收第一振蕩器信號和第二振蕩器信號、確定其相互比例、在預(yù)存儲(chǔ)的表中查找頻率補(bǔ)償因數(shù)并且輸出補(bǔ)償?shù)恼袷幮盘枴＞哂械谝还舱耦l率和至少一個(gè)第二共振頻率的共振器被稱為“多模式”共振器。當(dāng)共振頻率(或模式)可以同時(shí)發(fā)生時(shí)，共振器被稱為連續(xù)雙模式共振器。在這種方法中，可以在共振器的相同溫度下一起測量兩個(gè)共振。晶體共振器的不同振蕩模式的溫度效應(yīng)并不匹配。因此，同時(shí)模式的相互比例改變。根據(jù)本專利技術(shù)，此效應(yīng)用來確定共振器的溫度，并且一旦確定了溫度，用來補(bǔ)償已知發(fā)生在所述溫度下的偏差。補(bǔ)償通過使用預(yù)存儲(chǔ)的補(bǔ)償表的處理器來發(fā)生，該補(bǔ)償表提供用于測量出的相互比例的補(bǔ)償因數(shù)。在這種情況下，假定改變相互比例是由溫度改變引起，但是如同外部壓力的其他外部影響可以是可想象的。此方法的優(yōu)點(diǎn)之一在于，其使得使用單獨(dú)的溫度傳感器多余。這解決了根據(jù)本領(lǐng)域的電路的缺點(diǎn)，即由于諸如鄰近或靠近共振器的溫度傳感器、在共振器上或靠近共振器的變?nèi)荻O管或頻率選擇元件(濾波器)的所需元件而難以集成在芯片中。使用雙模式具有限制，因?yàn)楣舱衿骶哂性S多模式，將存在在某個(gè)溫度下將具有相同共振頻率的模式。此效應(yīng)例如在其中第3泛音受其他第三泛音之一干擾的一些情況下可能極小，但是可能足以限制該解決方案的精確度。發(fā)生這種情況的頻率稱為活性下降，這是實(shí)際上存在額外活性的稍有一點(diǎn)誤稱。為了克服這個(gè)限制，可以應(yīng)用第三模式。由于本專利技術(shù)是基于頻率比的確定，所以其性能與確定準(zhǔn)確頻率的能力有關(guān)。通常，電子電路中的非線性功能使得難以精確地并且穩(wěn)健地測量頻率混合。為了這個(gè)和其他原因(諸如噪音減少)，需要分離振蕩頻率并且盡可能明確地避免振蕩信號的混合。根據(jù)本領(lǐng)域，分離頻率是通過濾波器裝置(通常是如同第二或更高階LC濾波器的裝置)以選定的振蕩模式上的共振頻率來進(jìn)行。對于真實(shí)的共振器來說，此共振頻率將相對低，這又反過來暗示龐大、非集成的部件、用于該濾波器的溫度系數(shù)、老化問題諸如此類。總的來說，這些解決方案非常難以以高穩(wěn)健性程度來設(shè)計(jì)。根據(jù)本專利技術(shù)，此問題通過應(yīng)用降頻轉(zhuǎn)換振蕩器來解決。在降頻轉(zhuǎn)換過程中，所需的信號被映射到另一個(gè)頻率，例如，將其他信號映射到不同頻率的低IF甚至DC，由此產(chǎn)生良好的分離。降頻轉(zhuǎn)換器可以與低通濾波器或第二低速IF至DC濾波器組合用來對單個(gè)信號給予大選擇性。附圖說明現(xiàn)在將參照附圖來更詳細(xì)地闡明本專利技術(shù)，附圖中：-圖1示出根據(jù)本領(lǐng)域的共振器的模型；-圖2示出沒有溫度補(bǔ)償?shù)膯文Ｕ袷庪娐返膶?shí)施；-圖3示出根據(jù)本專利技術(shù)的振蕩電路的第一實(shí)施例；-圖4示出根據(jù)本專利技術(shù)的振蕩電路的頻譜；-圖5示出具有諧振混合的根據(jù)本專利技術(shù)的振蕩電路的頻譜；-圖6示出在比較器功能的控制下的再取樣；-圖7示出具有補(bǔ)償電路的根據(jù)本專利技術(shù)的振蕩電路；-圖8示出用于輸出被補(bǔ)償信號的處理器。具體實(shí)施方式圖1示出根據(jù)本領(lǐng)域的共振器的模型。該模型包括用于單個(gè)基音、單個(gè)第三泛音、單個(gè)第五泛音的部件，并且存在并聯(lián)電容。此電容可以被制成是振蕩(并聯(lián)共振)的一部分或不是(串聯(lián)共振)。泛音是諧振泛音，這使得該模型不適用于本專利技術(shù)。實(shí)際上，串聯(lián)的電容值為Rs1≈Cs/3，串聯(lián)的電容值為Rs3≈Cs/9，等等。圖2示出根據(jù)相同申請人的專利申請的沒有溫度補(bǔ)償?shù)膯文Ｊ秸袷庪娐返姆娇驁D。在圖中，示出降頻轉(zhuǎn)換振蕩器的實(shí)例。基礎(chǔ)是振蕩器示出取決于頻率的相移，這樣使得反饋系統(tǒng)搜索“找到”諧振的正確的相位對齊。混頻器需要穩(wěn)態(tài)解決方案，即其輸入的信號是90度的相移，但是對于普通共振器來說，共振器在諧振時(shí)的相移是0度。使用I/Q分頻器來獲得額外的90度相移。圖3示出根據(jù)本專利技術(shù)的多模式振蕩電路的第一實(shí)施例的方框圖。參照圖2的電路，此方框圖中的幾乎所有電路是雙倍的，以便提供與其他振蕩的相互隔離。在所示情況下，“多”將被解釋為“雙”，但是根據(jù)本專利技術(shù)，更多模式是可想象的，并且在那種情況下，存在更多并聯(lián)方框。降頻轉(zhuǎn)換需要一個(gè)無論如何將會(huì)產(chǎn)生的在選定的共振頻率上運(yùn)行的信號，因?yàn)槲覀円残枰獙⒆鳛槟茉吹墓舱裥盘柟┍疚臋n來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
電子振蕩器電路，包括：?第一振蕩器，用于取決于第一控制信號供應(yīng)具有第一振蕩頻率的第一振蕩信號；?至少一個(gè)第二振蕩器，用于取決于第二控制信號供應(yīng)具有第二振蕩頻率的第二振蕩信號；?第一控制器，其用于根據(jù)所述第一控制器的第一控制器輸入與第二控制器輸入之間的相差來傳遞所述第一控制信號；?第二控制器，其用于根據(jù)所述第二控制器的第一控制器輸入與所述第二控制器的第二控制器輸入之間的相差來傳遞所述第二控制信號；?共振器，其具有：?至少一個(gè)第一共振頻率，其中第一相移取決于第一激勵(lì)信號的頻率與所述第一共振頻率之間的差異；?至少一個(gè)第二共振頻率，其中第二相移取決于第二激勵(lì)信號的頻率與所述第二共振頻率之間的差異，其中?所述第一振蕩信號被反饋到所述第一控制器的所述第一控制器輸入，并且通過所述共振器反饋到所述第一控制器的所述第二控制器輸入，并且?所述第二振蕩信號被反饋到所述第二控制器的所述第一控制器輸入，并且通過所述共振器反饋到所述第二控制器的所述第二控制器輸入；?處理器，其用于接收至少所述第一振蕩信號和所述第二振蕩信號，確定其相互比例，在預(yù)存儲(chǔ)的表中查找頻率補(bǔ)償因數(shù)，輸出補(bǔ)償?shù)恼袷幮盘枴?

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2011.10.31 NL 20076821.電子振蕩器電路，包括：-第一振蕩器，用于取決于第一控制信號供應(yīng)具有第一振蕩頻率的第一振蕩信號；-至少一個(gè)第二振蕩器，用于取決于第二控制信號供應(yīng)具有第二振蕩頻率的第二振蕩信號；-第一控制器，其用于根據(jù)所述第一控制器的第一控制器輸入與第二控制器輸入之間的相差來傳遞所述第一控制信號；-第二控制器，其用于根據(jù)所述第二控制器的第一控制器輸入與所述第二控制器的第二控制器輸入之間的相差來傳遞所述第二控制信號；-共振器，其具有：-至少一個(gè)第一共振頻率，其中第一相移取決于第一激勵(lì)信號的頻率與所述第一共振頻率之間的差異；-至少一個(gè)第二共振頻率，其中第二相移取決于第二激勵(lì)信號的頻率與所述第二共振頻率之間的差異，其中-所述第一振蕩信號被反饋到所述第一控制器的所述第一控制器輸入，并且通過所述共振器反饋到所述第一控制器的所述第二控制器輸入，并且-所述第二振蕩信號被反饋到所述第二控制器的所述第一控制器輸入，并且通過所述共振器反饋到所述第二控制器的所述第二控制器輸入；-處理器，其用于接收至少所述第一振蕩信號和所述第二振蕩信號，確定其相互比例，在預(yù)存儲(chǔ)的表中查找頻率補(bǔ)償因數(shù)，輸出補(bǔ)償?shù)恼袷幮盘枴?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述第一和至少一個(gè)第二振蕩頻率被過濾并且通過至少部分地分離的反饋通道來反饋。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其中所述第一控制器和第二控制器中的至少一個(gè)包括降頻轉(zhuǎn)換器。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其中所述第一控制器和第二控制器中的至少一個(gè)包括混頻器。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中反饋通道包括分頻器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其包括波整形電路，所述波整形電路用于將所述分頻器的輸出至少整形為正弦或三角形波形。...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A·J·M·蒙塔涅，
申請(專利權(quán))人：安哈姆尼克有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：荷蘭,NL