CN102025320B - 一种提高wifi接入点频率稳定度的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及WLAN无线接入领域，公开了一种提高WIFI接入点频率稳定度的装置和方法。本发明所提供的提高WIFI接入点频率稳定度的装置和方法，由于采用了其包括温度探测电路、电压补偿电路及晶体振荡器，所述温度探测电路与所述电压补偿电路连接，所述电压补偿电路与所述晶体振荡器连接；克服了WLAN接入点晶体温度准确性差，固定电压补偿适应性不强的缺点。本发明充分考虑了环境温度对WLAN接入点通信质量的影响，通过改善接入点频率准确度来提高通信质量，保证OFDM子载波的正交性。同时动态调节频率准确度，使得设备能适应环境温度变化，保证了WLAN接入点的通信可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及WLAN无线接入领域，尤其涉及的是一种提高WIFI 接入点频率稳定度的装置和方法。
背景技术
WLAN（无线局域网络Wireless Local Area Networks）接入点的各种时钟是由晶振来提供，晶振的精度就决定了WLAN接入点的各类时钟的精度，也决定了射频频率的精确度。
普通的石英晶振由于环境温度的影响，晶振的频率会发生漂移，因晶体温度的变化而引起晶振频率漂移可纳入晶体长稳范畴。如果让晶体自由振荡，即没有解决晶体的长稳缺陷，WLAN接入点的时钟精度就会随着时间的推移越来越差。
目前在IEEE802.11g/n无线局域网标准中为了提高数据收发速率，使用了OFDM（即正交频分复用技术）技术。在IEEE802.11g中，一共使用了52个载频；在IEEE802.11n中，一共使用了114个载频，如图1所示。
WLAN标准使用OFDM技术的频谱示意图，如图2所示为sinc函数示意图，图中只画出了5个载频，每个载频都可用sinc函数表示出来。
从图1可以看出，当频率源晶体频率发生漂移时，上述的频谱正交性遭到破坏，信道间干扰加剧，通信质量将急剧下降。
目前WLAN设备出厂时，晶振频率校准后校准值存入EEPROM中，这样设备在重启时，从EEPROM中读取校准值，通过校准电路校准晶振频率。这种方法不能校准环境温度变化引起的晶体频率漂移，当设备所处环境温度与厂测时环境温度相差较大时，晶振频率校准失效，OFDM的正交性被破坏，通信质量恶化，设备环境适应能力差。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种提高WIFI 接入点频率稳定度的装置和方法，提供了一种随环境温度变化动态调节WLAN接入点晶振漂移，使WLAN接入点晶振输出频率精度提高的方法和装置。本发明使用热敏电阻及简单的电路实现，降低了设备的成本和复杂度，同时扩展了设备适应地域的范围，提升WLAN接入点通信的可靠性。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，其中，包括温度探测电路、电压补偿电路及晶体振荡器；
所述温度探测电路与所述电压补偿电路连接，用于探测晶体实际工作环境温度与晶体标准工作温度的变化，并将温度变化转化为电压差输出到所述电压补偿电路；
所述电压补偿电路与所述晶体振荡器连接，用于根据所述电压差产生一补偿的晶振调节电压并输出至所述晶体振荡器；
所述晶体振荡器用于在晶振调节电压的控制下，输出相应的振荡信号。
所述提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，其中，所述温度探测电路包括一电压比较器、第三电阻和第四热敏电阻；
所述电压比较器的第一输入端连接至参考电压，所述第三电阻并接在所述电压比较器的第一输入端和第二输入端之间，所述第四热敏电阻并接在所述电压比较器的第二输入端和第三接地端之间；
所述电压比较器的输出端连接至所述电压补偿电路。
所述提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，其中，所述电压补偿电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端连接至所述温度探测电路，第一电阻的另一端与第二电阻连接，第二电阻的另一端通过第二电容连接至所述晶体振荡器；
在所述第一电阻与第二电阻连接的公共端通过第一电容连接参考地，所述第一电阻、第二电阻和第一电容构成一低通滤波单元；
在所述第二电阻与所述第二电容连接的公共端通过一变容二极管连接参考地；
所述晶体振荡器其OUT端连接至所述第二电容，GND端连接参考地。
所述提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，其中，所述晶体振荡器采用频率为40MHZ的晶体振荡器。
所述提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，其中，所述第四热敏电阻为负温度系数的热敏电阻。
一种提高WIFI 接入点频率稳定度的方法，其中，包括步骤：
A、设置通过温度探测电路探测晶体实际工作环境温度与晶体标准工作温度的变化，并将温度变化转化为电压差输出到电压补偿电路；
B、电压补偿电路根据所述电压差产生一补偿的晶振调节电压并输出至晶体振荡器；
C、晶体振荡器在所述晶振调节电压的控制下，输出相应的振荡信号；
其中，所述温度探测电路包括一电压比较器、第三电阻和第四热敏电阻；
所述电压比较器的第一输入端连接至参考电压，所述第三电阻并接在所述电压比较器的第一输入端和第二输入端之间，所述第四热敏电阻并接在所述电压比较器的第二输入端和第三接地端之间；
所述电压比较器的输出端连接至所述电压补偿电路；
所述电压补偿电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端连接至所述温度探测电路，第一电阻的另一端与第二电阻连接，第二电阻的另一端通过第二电容连接至所述晶体振荡器；
在所述第一电阻与第二电阻连接的公共端通过第一电容连接参考地，所述第一电阻、第二电阻和第一电容构成一低通滤波单元；
在所述第二电阻与所述第二电容连接的公共端通过一变容二极管连接参考地；
所述晶体振荡器其OUT端连接至所述第二电容，GND端连接参考地。
所述提高WIFI 接入点频率稳定度的方法，其中，所述步骤B还包括：对所述电压差进行低通滤波。
本发明所提供的提高WIFI 接入点频率稳定度的装置和方法，由于采用了温度探测电路及电压补偿电路克服了WLAN接入点晶体温度准确性差，固定电压补偿适应性不强的缺点。本发明充分考虑了环境温度对WLAN接入点通信质量的影响，通过改善接入点频率准确度来提高通信质量，保证OFDM子载波的正交性。同时动态调节频率准确度，使得设备能适应环境温度变化，保证了WLAN接入点的通信可靠性。
附图说明
图1是OFDM频谱图。
图2是sinc函数示意图。
图3是本发明实施例的提高WIFI 接入点频率稳定度的装置原理框图。
图4是本发明实施例的提高WIFI 接入点频率稳定度的装置具体电路结构图。
图5是本发明实施例的提高WIFI 接入点频率稳定度的方法流程图。
具体实施方式
本发明的一种提高WIFI 接入点频率稳定度的装置和方法，主要是利用温度探测电路及电压补偿电路克服了WLAN接入点晶体温度准确性差，固定电压补偿适应性不强的缺点。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，如图3所示，主要包括温度探测电路100、电压补偿电路200及晶体振荡器300；
所述温度探测电路100与所述电压补偿电路200连接，主要用于探测晶体实际工作环境温度与晶体标准工作温度的变化，并将温度变化转化为电压差输出到所述电压补偿电路200；
所述电压补偿电路200与所述晶体振荡器300：用于对所述电压差进行滤波，并根据滤波后的电压差产生一补偿的晶振调节电压输出至所述晶体振荡器300；
所述晶体振荡器300、用于在晶振调节电压的控制下，输出相应的振荡信号。
较佳地，如图4，所述温度探测电路100包括一电压比较器、第三电阻R3和第四热敏电阻R4；
所述电压比较器的第一输入端1连接至参考电压，所述第三电阻R3并接在所述电压比较器的第一输入端1和第二输入端2之间，所述第四热敏电阻R4并接在所述电压比较器的第二输入端2和第三接地端3之间；并且所述电压比较器的输出端连接至所述电压补偿电路200。其中，所述第四热敏电阻R4为负温度系数的热敏电阻。
如图4所示，所述电压补偿电路200包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端连接至所述温度探测电路100，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2的另一端通过第二电容C2连接至所述晶体振荡器300。
并在所述第一电阻R1与第二电阻R2连接的公共端通过第一电容C1连接参考地，所述第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1构成一低通滤波单元210，如图4所示；并在所述第二电阻R2与所述第二电容C2连接的公共端通过一变容二极管D1连接参考地。
进一步地，如图4所示，所述晶体振荡器300采用频率为40MHZ的晶体振荡器，其OUT端连接至所述第二电容，GND端连接参考地。
如图4的实施例所示提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，在电压比较器输入端1的参考电压是稳定的，而电压比较器输入端2是第四热敏电阻R4上的电压（该热敏是负温度系数NTC-Negative Temperature Coefficient）。这样，当温度变化时，电压比较器则可检测出相对应的变化电压值，电压比较器输出的直流电流经过低通滤波单元210内的第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2进行低通滤波后，做为反向偏置电压加到变容二极管D1两端，产生一补偿的晶振调节电压，通过第二电容C2为等效电容做为负载电容加到40MHZ晶体振荡器的“OUT”端。
本发明图4的实施例所示提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，在生产调试过程中预估第三电阻R3和第四热敏电阻R4的电阻值。换用不同阻值大小的R3电阻，可以改变电压比较器输出端电流值，电压比较器输出端电流值驱动电压补偿电路200。电压补偿电路200产生的补偿电压加载到40MHZ晶体振荡器的“OUT”端，使得40MHz晶体振荡器精度频率达到±1pmm。当晶体的准确度达到时，第三电阻R3的阻值也就确定了。在生产时，晶体振荡器300的准确度是通过调整第三电阻R3电阻值来达到的。
正常工作时，第三电阻R3的阻值不变，由于环境温度变化引起第四热敏电阻R4电阻随之改变，此时电压比较器输出端电流发生改变，产生一补偿的晶振调节电压驱动电压补偿电路300调整晶体振荡器300的频率，使晶体振荡器300的输出频率不随环境温度的变化产生漂移，锁定在40MHZ ±1pmm范围内，达到较好的频率准确度。
基于上述实施例的提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，本发明实施例还提供了一种提高WIFI 接入点频率稳定度的方法，如图5所示，主要包括以下步骤：
步骤510、设置通过温度探测电路探测晶体实际工作环境温度与晶体标准工作温度的变化，并将温度变化转化为电压差输出到电压补偿电路。
步骤520、电压补偿电路对所述电压差进行低通滤波，根据所滤波后的电压差产生一补偿的晶振调节电压并输出至晶体振荡器。
步骤530、晶体振荡器在所述晶振调节电压的控制下，输出相应的振荡信号。
综上所述，本发明所提供的提高WIFI 接入点频率稳定度的装置和方法，由于采用了温度探测电路及电压补偿电路克服了WLAN接入点晶体温度准确性差，固定电压补偿适应性不强的缺点。本发明充分考虑了环境温度对WLAN接入点通信质量的影响，通过改善接入点频率准确度来提高通信质量，保证OFDM子载波的正交性。同时动态调节频率准确度，使得设备能适应环境温度变化，保证了WLAN接入点的通信可靠性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，其特征在于，包括温度探测电路、电压补偿电路及晶体振荡器；
所述温度探测电路与所述电压补偿电路连接，用于探测晶体实际工作环境温度与晶体标准工作温度的变化，并将温度变化转化为电压差输出到所述电压补偿电路；
所述电压补偿电路与所述晶体振荡器连接，用于根据所述电压差产生一补偿的晶振调节电压并输出至所述晶体振荡器；
所述晶体振荡器用于在晶振调节电压的控制下，输出相应的振荡信号；
所述温度探测电路包括一电压比较器、第三电阻和第四热敏电阻；
所述电压比较器的第一输入端连接至参考电压，所述第三电阻并接在所述电压比较器的第一输入端和第二输入端之间，所述第四热敏电阻并接在所述电压比较器的第二输入端和第三接地端之间；
所述电压比较器的输出端连接至所述电压补偿电路；
所述电压补偿电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端连接至所述温度探测电路，第一电阻的另一端与第二电阻连接，第二电阻的另一端通过第二电容连接至所述晶体振荡器；
在所述第一电阻与第二电阻连接的公共端通过第一电容连接参考地，所述第一电阻、第二电阻和第一电容构成一低通滤波单元；
在所述第二电阻与所述第二电容连接的公共端通过一变容二极管连接参考地；
所述晶体振荡器其OUT端连接至所述第二电容，GND端连接参考地。
2.根据权利要求1所述提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，其特征在于，所述晶体振荡器采用频率为40MHZ的晶体振荡器。
3.根据权利要求1所述提高WIFI 接入点频率稳定度的装置，其特征在于，所述第四热敏电阻为负温度系数的热敏电阻。
4.一种提高WIFI 接入点频率稳定度的方法，其特征在于，包括步骤：
A、设置通过温度探测电路探测晶体实际工作环境温度与晶体标准工作温度的变化，并将温度变化转化为电压差输出到电压补偿电路；
B、电压补偿电路根据所述电压差产生一补偿的晶振调节电压并输出至晶体振荡器；
C、晶体振荡器在所述晶振调节电压的控制下，输出相应的振荡信号；
其中，所述温度探测电路包括一电压比较器、第三电阻和第四热敏电阻；
所述电压比较器的第一输入端连接至参考电压，所述第三电阻并接在所述电压比较器的第一输入端和第二输入端之间，所述第四热敏电阻并接在所述电压比较器的第二输入端和第三接地端之间；
所述电压比较器的输出端连接至所述电压补偿电路；
所述电压补偿电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端连接至所述温度探测电路，第一电阻的另一端与第二电阻连接，第二电阻的另一端通过第二电容连接至所述晶体振荡器；
在所述第一电阻与第二电阻连接的公共端通过第一电容连接参考地，所述第一电阻、第二电阻和第一电容构成一低通滤波单元；
在所述第二电阻与所述第二电容连接的公共端通过一变容二极管连接参考地；
所述晶体振荡器其OUT端连接至所述第二电容，GND端连接参考地。
5.根据权利要求4所述提高WIFI 接入点频率稳定度的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：对所述电压差进行低通滤波。
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