CN103064002B - 晶振温度补偿芯片的快速校验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种温度补偿芯片的快速校验方法。其包括建立芯片的温度频率数据库；设置芯片的关于温度的n次频率校正函数，测量该芯片的k个温度信息点的频率值，其中0＜k＜n，根据测得的k个温度信息点的频率值，对数据库进行检索，检索出与该待测芯片的校正函数相似的芯片的信息，通过检索到的相似芯片的信息计算待测试芯片的其他信息点的信息，进而计算待测试芯片的校正函数。本发明的温度补偿芯片的校验方法只需要测量少数的信息点的数据即可算出校正函数，能够降低芯片的制造成本，加快生产速度。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种晶振温度补偿芯片，特别是关于晶振温度补偿芯片的快速校验方法。
【背景技术】
晶振通常用来提供标准时钟频率，通常晶振输出的频率在不同的温度下其输出频率会随温度的变化产生漂移，为保证晶振输出的频率为标准频率，通常会通过温度补偿芯片对晶振的输出频率进行温度补偿。由于晶振输出频率随温度变化为的函数为曲线，温度补偿芯片对输出频率进行校正时的函数也需要是相应的曲线才能对温度漂移进行补偿，所以温度补偿芯片的校正函数通常为多次曲线函数，例如二次曲线函数或三次曲线函数等，当采用例如3次函数进行校正补偿时，校正函数为f(x)＝a*x3+b*x2+c*x+d，x为温度传感器值。若要得到准确的a，b，c，d系数，需要四个数据点，对于温补芯片来说，需要测试四个不同温度下的误差值，在进行批量生产的时候，这四个温度点成了掣肘产量和成本的关键因素。如果能通过测量更少的温度点，而达到与测试四个点相近的效果，这样能减少生产成本和加快生产速度。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种不需要测量很多温度点就能够快速确定温度补偿芯片校验函数的方法。
为达成前述目的，本发明一种温度补偿芯片的快速校验方法，其包括建立芯片的温度频率数据库；设置待测试芯片的关于温度的n次频率校正函数为f(x)＝d1xn+d2xn-1+d3xn-2……+dn+1，该函数反映了芯片在不同温度时的频率偏差情况，其中x为温度或温度传感器值，f(x)为x温度下对标准频率的频率偏差的校正函数，d1，d2，d3……dn+1为校正函数的系数，测量该待测试芯片的k个温度信息点的频率值，其中0<k<n，根据测得的k个温度信息点的频率值，对数据库进行检索，检索出与该待测试芯片的物理特性相似的芯片的信息，因物理特性相似故校正函数相似，通过检索到的物理特性相似的芯片的信息计算待测试芯片的其他温度频率信息点的信息，进而计算待测试芯片的校正函数的系数；
其中所述温度频率数据库储存的信息为：
C1：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C2：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C3：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C4：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C5：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C6：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
Ci：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
其中Ci是芯片编号，T-Fi是温度频率的信息点，Txi是该信息点的温度或温度传感器采集的值，Fyi是该信息点的频率相关值，其中i∈N,i＝1,2，3……n；
检索出与该待测试芯片的物理特性相似的芯片的信息具体为：利用已测得的待测试芯片的k个信息点，对数据库进行检索，检索条件为：
P1x-m1<＝Tx1<＝P1x+m1和P1y-n1<＝Fy1<＝P1y+n1；
P2x-m2<＝Tx2<＝P2x+m2和P2y-n2<＝Fy2<＝P2y+n2；
Pix-mi<＝Txi<＝Pix+mi和Piy-ni<＝Fyi<＝Piy+ni；
Pkx-mk<＝Txk<＝Pkx+mk和Pky-nk<＝Fyk<＝Pky+nk；
其中m1，m2……mk，n1，n2……nk是设定的搜索范围，P1x，P2x……Pkx为待测试芯片已测的k个信息点的温度传感器值，P1y，P2y……Pky为待测试芯片已测的k个信息点的频率相关值，满足前述条件的芯片为与待测试芯片相近似的芯片；
如果搜索到的芯片为单一芯片，则取该被搜索到的芯片的剩余n-k个信息点的值作为待测试芯片的其余n-k个信息点，利用已测量的k个信息点及搜索到的n-k个信息点代入校正函数f(x)计算待测试芯片的校正函数系数；
如果搜索到的结果为多个芯片，则对这些搜索出的芯片和待测芯片,按照某一温度下的频率的绝对值大小进行排序并分档，只采用待测试芯片所处的档位的芯片信息，对最终的有效芯片，对其剩余的n-k个信息点分别求其平均值，作为待测试芯片的其余n-k个信息点的值，代入校正函数可以解出校正系数。
根据本发明的一个实施例，所述测量的点的数值k＝1，所述待测试芯片的关于温度的校正函数为f(x)＝d1+d2(x-a)2+d3(x-a)3+……+dn(x-a)n，其中d1，d2，d3……dn，a为常数，其中测量的点为接近常温的温度点P1，其包含的信息为(P1x，P1y)，其中对于数据库中的第Ci个芯片，其校正函数的常数项d1i与测量点的频率差值为ti＝d1i-Fy1，若数据库中有N个芯片，则t＝(t1+t2+t3…+tN)/N，则预测待测试芯片的校正函数的常数项d1p1＝P1y+t，在数据库中搜索与待测试芯片相似的芯片的条件为P1x-m1<＝Txi<＝P1x+m1
P1y-n1<＝Fyi<＝P1y+n1
d1p1-δc<＝d1i<＝d1p1+δc
其中m1、n1以及δc为设定的搜索范围，其中Txi为芯片Ci在待测试芯片的P1温度点时的温度传感器值，Fyi为芯片Ci在待测试芯片的P1温度点时的频率相关值，d1i为芯片Ci的校正函数中的常数项。
根据本发明的一个实施例，对于搜索到的芯片的剩余n-k个信息点的温度传感器值Txi进行修正，得到与待测试芯片相似芯片的其余n-k个信息点的温度传感器值Txi，取测得的k个信息点以及修正后的n-k个信息点的温度传感器值Txi及频率相关值Fyi计算待测试芯片的校正函数。
根据本发明的一个实施例，所述修正的方法为：待测试芯片的剩余的n-k个信息点的温度传感器值为Pix＝Txi-t，其中t＝[(Tx1-P1x)+(Tx2-P2x)+……(Txk-Pkx)]/k，其中k为已测量的信息点的数量。
根据本发明的一个实施例，所述修正的方法为：对于每个芯片的温度信息点的温度传感器值Txi是关于温度的一个函数，搜索到的近似芯片Ci的温度传感器Txi值与温度x的温度曲线方程为Txi＝g1(x)＝d1*xn+d2*xn-1+d3*xn-2+……+dn*x+dn+1，待测试芯片的其中已测试k个信息点的温度为t1，t2……tk，利用已测得的信息(t1，P1x)，(t2,P2x)……(tk,Pkx)解出待测试芯片的局部温度曲线h1(x)＝ek*xk-1+ek-1*xk-2+……e2*x+e1，其中ei为常数，对于芯片Ci，组合其信息点(t1,Tx1)，(t2,Tx2)……(tk,Txk)，解出其局部温度曲线h2(x)＝fk*xk-1+fk-1*xk-2+……+f2*x+f1，令dn+1＝(e1+f1)/2,dn＝(e2+f2)/2……dk＝(ek+fk)/2得到待测试芯片的部分温度曲线：Pix＝g2(x)＝d1*xn+d2*xn-1+d3*xn-2+…+dk*xk…+dn*x+dn+1，可以根据搜索到的近似芯片的剩余n-k个信息点，近似认为待测试芯片的剩余的n-k个信息点的横坐标为Pnx＝g2(tn)。
为达成前述目的，本发明一种温度补偿芯片的快速校验方法，其包括：
建立温度补偿芯片的温度频率数据库；
测量待测试芯片的至少一个温度点的频率值，其中测量的点数少于温度补偿校正函数的系数的个数；
根据已测量的待测试芯片的点数的温度频率值，设定查询范围，在所述数据库中找到与待测试芯片相近似的芯片；
将搜索到的与待测试芯片相近似的芯片的剩余点数的温度频率值作为待测试芯片的未测量点数的温度频率值，结合待测试芯片已测量的点数的温度频率值，计算出待测试芯片的校正函数的系数，以确定待测试芯片的校正函数。
根据本发明的一个实施例，如果搜索到的结果为多个芯片，则对这些搜索出的芯片的频率按与待测试芯片测得的某一温度下的频率的误差大小进行分档，只采用待测试芯片所处的档位的芯片信息，对最终的有效芯片，取其剩余点数的平均值，作为待测试芯片的未测量点数的温度频率值，结合待测试芯片已测量的点数的温度频率值，计算出待测试芯片的校正函数的系数，以确定待测试芯片的校正函数。
与现有技术相比，本发明的方法，通过建立芯片的数据库，测量少于校正函数系数的温度点的信息，通过所测得的温度点的信息，在数据库中搜索到与待测试芯片相似的芯片，通过搜索到的相似芯片的信息计算得到待测试芯片的其他信息点的信息，进而得出待测试芯片的校正函数的系数，不需要测量所有温度点的信息即可确定待测试芯片的校正函数，能够实现芯片的快速校验，减少生产成本和加快生产速度。
【附图说明】
图1是本发明的方法的步骤示意图。
图2是本发明的方法中的搜索相近似芯片的两种不同方法的示意图。
图3是本发明的方法中的搜索相近似芯片的方法中横坐标修正的方法示意图。
【具体实施方式】
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明是关于晶振输出频率温度补偿芯片的快速校验方法。如前所述，通常晶振输出的频率在不同的温度下其输出频率会随温度的变化产生漂移，为保证晶振输出的频率为标准频率，通常会通过温度补偿芯片对晶振的输出频率进行温度补偿。由于晶振输出频率随温度变化为的函数为曲线，温度补偿芯片对输出频率进行校正时的函数也需要是相应的曲线才能对温度漂移进行补偿，温度补偿芯片对温度补偿的校正函数通常为多次曲线函数，温度补偿的函数可以是采用二次函数或者三次函数或者更高次函数等，函数的次数越高，校验的精度更高。对于每一块温度补偿芯片，都需要进行校验，以确定该温度补偿芯片的校正函数的系数。
下面先以一块芯片采用三次函数进行校正补偿为例，说明本发明的快速校验方法。后面将归纳总结采用n次函数进行校正的方法。
请参阅图1所示，本发明的快速校验方法包括：
步骤1：建立温度补偿芯片的数据库。其中该数据库为温度补偿芯片的各种校正函数的数据库，即温度补偿芯片的各种频率与温度的函数的数据库。这个数据库可以是事先测量多个芯片的温度与频率的函数值，把这些校正函数存储到数据库中。其中每个芯片的校正函数是根据校正函数的幂次测量对应温度下的频率值确定的，采用三次函数进行校正补偿的芯片，则数据库均为采用三次函数进行校正补偿的芯片的数据。
例如存在一个如下的数据库，其中Ci是芯片编号，T-Fn是温度频率的信息点，Txn是该信息点的温度传感器值，Tyn是该信息点的频率相关值，其中i∈N,n＝1,2,3,4。其记录的数据如下：
C1：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(Tx3,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4)
C2：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(Tx3,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4)
C3：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(Tx3,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4)
C4：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(Tx3,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4)
C5：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(Tx3,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4)
C6：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(Tx3,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4)
C7：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(Tx3,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4)
Ci：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(Tx3,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4)
步骤2：测量芯片的其中至少一个信息点，其中测量的点数少于温度补偿校正函数的系数的个数。
步骤3：然后利用测得的信息点在数据库中找到与这个芯片相近的芯片的信息。
利用测量的芯片的信息点，在数据库中搜索相近似的芯片的方法，对于芯片精度要求比较低的情况，可以采用只利用单个信息点进行搜索的方法，称之为单点法，对于芯片精度要求比较高的情况，可以采用测量2个信息点的搜索方法，称之为两点法。下面分别对单点法和两点法进行说明。
步骤31：数据库搜索的单点法
利用单点法搜索数据库中的相近芯片的方法是只测量一个温度信息点，其中测量的这个点需要选择一个有代表性且比较均衡的点，在实际应用中可以选择接近常温的温度点。
采用单点法进行数据库搜索芯片的校正函数为f(x)＝c+d(x-a)2+b*(x-a)3，按照芯片设计原理，以及实际的统计规律，校正函数的常数项c与该芯片常温下的频率偏移差很接近，其差值有一定的统计特性，因为如果常数a是一个接近常温的数，则如果x为常温，则f(x)＝c。
数据库中储存的芯片Ci包含的信息点为：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(T3x,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4)，假定T-F1(Tx1,Fy1)为常温下的信息点，其校正函数的常数项c与常温下频率的差值为：ti＝c-Fy1，若数据库中有n个芯片，则t＝(t1+t2+t3……tn)/n，得到的t是一个具有普遍性的值。另外，为了得到更贴近的t，可以只选用利用芯片A的T-F1的信息初步筛选出来的q颗芯片计算t，则t＝(…ti+tj+…)/q。其中初步筛选的方法为利用芯片A的信息P1(P1x，P1y)，设定搜索条件
P1x-m1<＝Tx1<＝P1x+m1
其中m1为设定的搜索范围。
根据已知的测量的单点的信息，即芯片A常温下的信息点(P1x，P1y)，由于校正函数的常数项c＝Fy1+t，利用前面计算出的t，预测芯片A的校正常数项cp1近似于cp1＝P1y+t，利用信息(P1x，P1y)和cp1，进行搜索可以得到与芯片A相似的一般芯片，搜索条件如下：
P1x-m1<＝Tx1<＝P1x+m1
P1y-n1<＝Fy1<＝P1y+n1
cp1-δc<＝ci<＝cp1+δc
其中m1、n1以及δc为设定的搜索范围，其中ci为芯片Ci的校正函数中的常数项。
步骤4：根据搜索到的相似芯片计算待测试芯片A的校正函数。
如果在搜索数据库时只找到一个芯片与待测试芯片A相似，则采用该芯片的T3和T4的信息点作为代测试芯片A的P3和P4信息点的数据，进行计算待测试芯片A的校正函数。如果搜索到的结果为多个芯片，则对这些搜索出的芯片和待测芯片，按照某一温度下的频率的绝对值大小进行排序并分档，只采用待测试芯片所处的档位的芯片信息，对最终的有效芯片，对其剩余的n-k个信息点分别求其平均值，作为待测试芯片的其余n-k个信息点的值，代入校正函数可以解出校正系数。对其剩余的n-k个信息点分别求其平均值，作为待测试芯片的其余n-k个信息点的值，代入校正函数可以解出校正系数。
前面所述的是在步骤2中采用单点法进行相似芯片搜索的方法，下面讲述在步骤2中采用两点法进行相似芯片搜索的方法。
步骤32：数据库搜索的两点法
步骤321：测量芯片的两个信息点，通过该两个信息点搜索出与待测芯片相近似的芯片。
例如，某一芯片A采用的是3次校正函数f(x)＝a*x3+b*x2+c*x+d，则该函数的系数为a，b，c，d四个系数，正常为确定该校正函数需要测量T-F1，T-F2，T-F3，T-F4四个温度信息点的频率，而本发明只测量芯片的2个温度信息点，也就是其中测量的温度信息点的数量小于该芯片校正函数的系数数量，例如测量的两个信息点为P1(P1x，P1y)，P2(P2x，P2y)①，利用测量的P1，P2信息在数据库找到与这个芯片相近似的芯片的信息，得到相似芯片的T-F3，T-F4信息。其中搜索与芯片A相近似的芯片需要满足以下条件
P1x-m1<＝Tx1<＝P1x+m1
P1y-n1<＝Fy1<＝P1y+n1
P2x-m2<＝Tx2<＝P2x+m2
P2y-n2<＝Fy2<＝P2y+n2
其中Tx1，Fy1是相近似芯片的T-F1信息点的数据，Tx2，Fy2是相近似芯片的T-F2信息点的数据，m1，m2，n1，n2是搜索范围，这个值的选择和设备的误差有关。例如，温室温度误差导致温度传感器值误差在10左右，则m1，m2可以选择10，频率计误差在0.5ppm左右，n1，n2可以取值0.5。m1，m2的取值可以适当放宽，因为不同芯片的温度传感器值和温度的对应曲线各不相同，但是有其相似点，比如都近似一条斜率很相近的直线，所以可以放宽m1，m2的搜索条件，后期可以针对搜索到的芯片进行温度传感器值的修正。而频率变化为高次曲线，是校正的目标，所以需要适当收紧搜索限制。
用以上搜作条件，在数据库内搜索到芯片Ci满足条件：
Ci：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),T-F3(T3x,Ty3),T-F4(Tx4,Ty4) ②
对于那些搜索不到相似芯片的待测试芯片，需要单独进行准确的四点测试，然后将芯片信息加入数据库。当数据库积攒到一定量之后，绝大部分芯片都能找到相似芯片。
因为每个芯片的Txi值是温度传感器采集的一个数值，是一个与温度相关的值，其是与温度有对应关系的，其中的对应关系可以用函数表示，Txi＝g(x)＝d1*xn+d2*xn-1+d3*xn-2+……+dn*x+dn+1，其中x为温度，Txi为温度传感器采集的x温度对应的值。对于不同芯片，其温度与温度传感器采集的值之间的对应关系可能是不同的，也就是Txi与温度x的函数的系数是不相同的，比如同样是85℃，芯片A的温度传感器采集的85℃对应的Txi的值为300，而芯片I的温度传感器采集的85℃对应的Txi的值为310。
也就是说对于待测量的芯片A通过前述搜索找到的芯片Ci，在精度要求较高的情况下，并不能直接用搜索到的芯片的Ci的Tx3和Tx4作为待测试芯片A的P3x、P4x，否则会有误差，因此需要对搜索到的芯片的横坐标进行修正。关于横坐标的修正将在下面再讲述。
在前述方法中，在P1x的搜索范围为Tx1±5内，或更小范围内，不必进行横坐标修正,也不建议进行。在进行大范围搜索如Tx1±20或更大范围，对精度要求并不苛刻时，可以进行横坐标修正。
因为，在生产期间若不能保持良好的操作一致性，对横坐标的修正会加大误差，如在芯片A内部温度未达到40℃，刚到35℃时，采集的数据点实际为(g(35),f(g(35))。在修正时，我们通过横坐标修正得到了接近g(40)的温度传感器值，组合后得到(g(40),f(g(35)))，而实际需要(g(40,f(g(40)的信息点，这样得到的结果肯定会有很大的误差。
所以若不能保持一致性，不必进行横坐标修正。另外即使采集的点为类似于(g(35),f(g(35))这种点，也不会影响芯片的精度，不影响此算法。
步骤4：根据搜索到的相似芯片计算待测试芯片A的校正函数。
如果在搜索数据库时只找到一个芯片与待测试芯片A相似，则采用该芯片的T3和T4的信息点作为代测试芯片A的P3和P4信息点的数据，进行计算待测试芯片A的校正函数。如果在搜索数据库时找到多个芯片与待测试芯片A相似，则采用前述单点法中类似的分档方法，对找到的多个芯片进行分档，然后取与芯片A所在的档的芯片的T-F3、T-F4信息的平均值作为待测试芯片A的P3，P4点的信息，然后根据P1、P2、P3、P4的信息计算出待测试芯片A的校正函数。
前面有提到，如果能保持芯片生产过程中的一致性，则通过横坐标修正后，会使芯片精度更高。
如：保证数据库所有芯片在40℃下采集到的信息为十分精确或者一致性很好的信息，
我们通过横坐标修正预测出芯片A在40℃时的温度传感器值Px，利用此Px对数据库进行二次搜索，能筛选出与芯片A更加相似的芯片。
同时，如果数据库足够大，即使数据库的一致性不是很好，通过横坐标修正后的Px进行二次搜索也能筛选出与芯片A更加相似的芯片。
下面讲述一下横坐标修正的方法。
步骤322：在数据库中搜索到相似芯片之后对相似芯片的信息的横坐标进行修正。
其中横坐标修正的方法又可以有两种
横坐标修正方法1：
经过我们的测试发现Txi和摄氏度温度的曲线在进行三次拟合后其二次项和三次项系数很小，逼近一条直线。在误差允许范围内我们可以做以下简单的修正。
t＝[(Tx1-P1x)+(Tx2-P2x)]/2，t是两斜率相近直线的截距的平均误差。
可以近似认为P3x＝Tx3-t；P4x＝Tx4-t ③
横坐标修正方法2：
测试的四个温度点为t1,t2,t3,t4,单位℃
对于芯片Ci，我们通过②可以组合信息点(t1，Tx1),(t2，Tx2),(t3，Tx3),(t4，Tx4)
代入Ci的温度曲线方程：Txi＝g1(x)＝a1*x3+b1*x2+c1*x+d1可以解出四个系数。
通过观察曲线和统计规律知道，g1(x)的系数a1和b1很小,主要决定温度曲线的是一次项系数c1和常数项d1。
我们做以下整合：
对于芯片A，利用①，组合信息点(t1,P1x),(t2,P2x)，解出其局部温度直线h1(x)＝k1*x+z1
对于芯片Ci，利用②，组合信息点(t1,Tx1),(t2,Tx2)，解出其局部温度直线h2(x)＝k2*x+z2
我们令c2＝(k1+k2)/2,d2＝(z1+z2)/2
得到芯片A的部分温度曲线：
g2(x)＝a1*x3+b1*x2+c2*x+d2
可以近似认为P3x＝g2(t3),P4x＝g2(t4) ③
经验证此修正方法得到的P3x，P4x比较准确，在数据库比较大的时候，可以用来2次搜索。
步骤4：根据搜索到的相似芯片计算待测试芯片A的校正函数。
利用前面的测量到的两个信息点的信息P1，P2(即前面的标号①)，以及通过P1，P2搜索出的相似芯片(即前面的标号②)，以及经过修正之后的P3x，P4x的信息(即前面的标号③)可以对数据库进行2次搜索，这样最终会在数据库中找到一款与待测试芯片更加相似的芯片，例如为Ck，则取Ck的T-F3，T-F4信息点的Ty3和Ty4作为待测试芯片A的P3y，P4y，即P3y＝Ty3，P4y＝Ty4④。则由①②③④的信息即可得到待测试芯片A的全部4个点的信息A:(P1x,P1y),P2(P2x,P2y),P3(P3x,P3y),P4(P4x,P4y)将这4点的信息代入三次项校正曲线f(x)＝a*x3+b*x2+c*x+d，即可得出待测试芯片A的校正系数a，b，c，d，从而确定待测试芯片A的校正函数。
以上所举的例子是校正函数为3次函数的情形，在生产中，可能会用更高次的曲线来校正频率曲线。这时依然可以采用类似的数据库快速校验方法。
对于n次校正函数f(x)，需要n个信息温度点，来确定函数的n个系数。
在测试芯片的信息点的时候，温度点的选择很重要，需要尽可能的选择有代表性的温度点，比如统计一批芯片的温度曲线，计算出极点对应的温度点，其1阶导数的零点、极点对应的温度点，极限温度附近的温度点等。
采集信息点后，得到数据库:
C1：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C2：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C3：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C4：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C5：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C6：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
对于待测试芯片A，事先测量k(0<k<n)个信息点。这k个信息点的温度点选择不但要有代表性，还需要保证均匀分布在n个温度点之中，同时尽量采用常用温度点，比如常温，极限温度，零点、极点对应的温度等。
利用芯片A已测得的k个信息点，对数据库进行检索，检索条件；
与芯片A相似的芯片需满足以下条件：
P1x-m1<＝Tx1<＝P1x+m1和P1y-n1<＝Fy1<＝P1y+n1
P2x-m2<＝Tx2<＝P2x+m2和P2y-n2<＝Fy2<＝P2y+n2
Pix-mi<＝Txi<＝Pix+mi和Piy-ni<＝Fyi<＝Piy+ni
Pkx-mk<＝Txk<＝Pkx+mk和Pky-nk<＝Fyk<＝Pky+nk
对检索到的j颗芯片进行选择性的横坐标修正，利用其余n-k个信息点组合成A的n个测试点：
A：(P1x,P1y),P2(P2x,P2y),...Pi(Pix,Piy)...,Pn(Pnx,Pny)
带入到校正函数f(x)，解出函数的n个系数。
其中修正的方法如前面三次函数的修正方法，可以有两种修正方法，一种修正方法为：待测试芯片的剩余的n-k个信息点的温度传感器值为Pix＝Txi-t，其中t＝[(Tx1-P1x)+(Tx2-P2x)+……(Txk-Pkx)]/k，其中k为已测量的信息点的数量。
另外一种修正方法为：对于每个芯片的温度信息点的值Txi是关于温度的一个函数，搜索到的近似芯片Ci的Txi值与温度x的温度曲线方程为Txi＝g1(x)＝d1*xn+d2*xn-1+d3*xn-2+……+dn*x+dn+1，待测试芯片的其中已测试k个信息点的温度为t1，t2……tk，利用已测得的信息(t1，P1x)，(t2,P2x)……(tk,Pkx)解出待测试芯片的局部温度曲线h1(x)＝ek*xk-1+ek-1*xk-2+……e2*x+e1，其中ei为常数，对于芯片Ci，组合其信息点(t1,Tx1)，(t2,Tx2)……(tk,Txk)，解出其局部温度曲线h2(x)＝fk*xk-1+fk-1*xk-2+……+f2*x+f1，令dn+1＝(e1+f1)/2,dn＝(e2+f2)/2……dk＝(ek+fk)/2得到待测试芯片的部分温度曲线：Pix＝g2(x)＝d1*xn+d2*xn-1+d3*xn-2+…+dk*xk…+dn*xn+dn+1，可以根据搜索到的近似芯片的剩余n-k个信息点，近似认为待测试芯片的剩余的n-k个信息点的横坐标为Pnx＝g2(tn)。
本发明的方法，通过建立芯片的数据库，测量少于校正函数系数的温度点的信息，通过所测得的温度点的信息，在数据库中搜索到与待测试芯片相似的芯片，通过搜索到的相似芯片的信息计算得到待测试芯片的其他信息点的信息，进而得出待测试芯片的校正函数的系数，不需要测量所有温度点的信息即可确定待测试芯片的校正函数，能够实现芯片的快速校验，减少生产成本和加快生产速度。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。
Claims (7)
1.一种温度补偿芯片的快速校验方法，其包括建立芯片的温度频率数据库；设置待测试芯片的关于温度的n次频率校正函数为f(x)＝d1xn+d2xn-1+d3xn-2……+dn+1，该函数反映了芯片在不同温度时的频率偏差情况，其中x为温度或温度传感器值，f(x)为x温度下对标准频率的频率偏差的校正函数，d1，d2，d3……dn+1为校正函数的系数，测量该待测试芯片的k个温度信息点的频率值，其中0<k<n，根据测得的k个温度信息点的频率值，对数据库进行检索，检索出与该待测试芯片的物理特性相似的芯片的信息，因物理特性相似故校正函数相似，通过检索到的物理特性相似的芯片的信息计算待测试芯片的其他温度频率信息点的信息，进而计算待测试芯片的校正函数的系数；
其中所述温度频率数据库储存的信息为：
C1：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C2：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C3：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C4：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C5：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
C6：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
.
.
.
.
Ci：T-F1(Tx1,Fy1),T-F2(Tx2,Fy2),...T-Fi(Txi,Fyi)...,T-Fn(Txn,Fyn)
其中Ci是芯片编号，T-Fi是温度频率的信息点，Txi是该信息点的温度或温度传感器采集的值，Fyi是该信息点的频率相关值，其中i∈N,i＝1,2，3……n；
检索出与该待测试芯片的物理特性相似的芯片的信息具体为：利用已测得的待测试芯片的k个信息点，对数据库进行检索，检索条件为：
P1x-m1<＝Tx1<＝P1x+m1和P1y-n1<＝Fy1<＝P1y+n1；
P2x-m2<＝Tx2<＝P2x+m2和P2y-n2<＝Fy2<＝P2y+n2；
.
.
.
Pix-mi<＝Txi<＝Pix+mi和Piy-ni<＝Fyi<＝Piy+ni；
.
.
.
Pkx-mk<＝Txk<＝Pkx+mk和Pky-nk<＝Fyk<＝Pky+nk；
其中m1，m2……mk，n1，n2……nk是设定的搜索范围，P1x，P2x……Pkx为待测试芯片已测的k个信息点的温度传感器值，P1y，P2y……Pky为待测试芯片已测的k个信息点的频率相关值，满足前述条件的芯片为与待测试芯片相近似的芯片；
如果搜索到的芯片为单一芯片，则取该被搜索到的芯片的剩余n-k个信息点的值作为待测试芯片的其余n-k个信息点，利用已测量的k个信息点及搜索到的n-k个信息点代入校正函数f(x)计算待测试芯片的校正函数系数；
如果搜索到的结果为多个芯片，则对这些搜索出的芯片和待测芯片,按照某一温度下的频率的绝对值大小进行排序并分档，只采用待测试芯片所处的档位的芯片信息，对最终的有效芯片，对其剩余的n-k个信息点分别求其信息的平均值，作为待测试芯片的其余n-k个信息点的信息值，代入校正函数可以解出校正系数。
2.如权利要求1所述的温度补偿芯片的快速校验方法，其特征在于：所述测量的点的数值k＝1，所述待测试芯片的关于温度的校正函数为f(x)＝d1+d2(x-a)2+d3(x-a)3+……+dn(x-a)n，其中d1，d2，d3……dn，a为常数，其中测量的点为接近常温的温度点P1，其包含的信息为(P1x，P1y)，其中对于数据库中的第Ci个芯片，其校正函数的常数项d1i与测量点的频率差值为ti＝d1i-Fy1，若数据库中有N个芯片，则t＝(t1+t2+t3…+tN)/N，则预测待测试芯片的校正函数的常数项d1p1＝P1y+t，在数据库中搜索与待测试芯片相似的芯片的条件为P1x-m1<＝Txi<＝P1x+m1
P1y-n1<＝Fyi<＝P1y+n1
d1p1-δc<＝d1i<＝d1p1+δc
其中m1、n1以及δc为设定的搜索范围，其中Txi为芯片Ci在待测试芯片的P1温度点时的温度传感器值，Fyi为芯片Ci在待测试芯片的P1温度点时的频率相关值，d1i为芯片Ci的校正函数中的常数项。
3.如权利要求2所述的温度补偿芯片的快速校验方法，其特征在于：对于搜索到的芯片的剩余n-k个信息点的温度传感器值Txi进行修正，得到与待测试芯片相似芯片的其余n-k个信息点的温度传感器值Txi，取测得的k个信息点以及修正后的n-k个信息点的温度传感器值Txi及频率相关值Fyi计算待测试芯片的校正函数。
4.如权利要求3所述的温度补偿芯片的快速校验方法，其特征在于：所述修正的方法为：待测试芯片的剩余的n-k个信息点的温度传感器值为Pix＝Txi-t，其中t＝[(Tx1-P1x)+(Tx2-P2x)+……(Txk-Pkx)]/k，其中k为已测量的信息点的数量。
5.如权利要求3所述的温度补偿芯片的快速校验方法，其特征在于：所述修正的方法为：对于每个芯片的温度信息点的温度传感器值Txi是关于温度的一个函数，搜索到的近似芯片Ci的温度传感器Txi值与温度x的温度曲线方程为Txi＝g1(x)＝d1*xn+d2*xn-1+d3*xn-2+……+dn*x+dn+1，待测试芯片的其中已测试k个信息点的温度为t1，t2……tk，利用已测得的信息(t1，P1x)，(t2,P2x)……(tk,Pkx)解出待测试芯片的局部温度曲线h1(x)＝ek*xk-1+ek-1*xk-2+……e2*x+e1，其中ei为常数，对于芯片Ci，组合其信息点(t1,Tx1)，(t2,Tx2)……(tk,Txk)，解出其局部温度曲线h2(x)＝fk*xk-1+fk-1*xk-2+……+f2*x+f1，令dn+1＝(e1+f1)/2,dn＝(e2+f2)/2……dk＝(ek+fk)/2得到待测试芯片的部分温度曲线：Pix＝g2(x)＝d1*xn+d2*xn-1+d3*xn-2+…+dk*xk…+dn*x+dn+1，可以根据搜索到的近似芯片的剩余n-k个信息点，近似认为待测试芯片的剩余的n-k个信息点的横坐标为Pnx＝g2(tn)。
6.一种温度补偿芯片的快速校验方法，其包括：
建立温度补偿芯片的温度频率数据库；
测量待测试芯片的至少一个温度点的频率值，其中测量的点数少于温度补偿校正函数的系数的个数；
根据已测量的待测试芯片的点数的温度频率值，设定查询范围，在所述数据库中找到与待测试芯片相近似的芯片；
将搜索到的与待测试芯片相近似的芯片的剩余点数的温度频率值作为待测试芯片的未测量点数的温度频率值，结合待测试芯片已测量的点数的温度频率值，计算出待测试芯片的校正函数的系数，以确定待测试芯片的校正函数。
7.如权利要求6所述的温度补偿芯片的快速校验方法，其特征在于：如果搜索到的结果为多个芯片，则对这些搜索出的芯片的频率按与待测试芯片测得的某一温度下的频率的误差大小进行分档，只采用待测试芯片所处的档位的芯片信息，对最终的有效芯片，对其剩余点数分别求取其温度频率的平均值，作为待测试芯片的未测量点数的温度频率值，结合待测试芯片已测量的点数的温度频率值，计算出待测试芯片的校正函数的系数，以确定待测试芯片的校正函数。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476682B1 (en) * | 1998-03-23 | 2002-11-05 | Dallas Semiconductor Corporation | Method for calibrating a temperature sensitive oscillator |
| CN1531296A (zh) * | 2003-03-12 | 2004-09-22 | 日本电气株式会社 | 频率校正方法和用于校正长期变化的装置 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476682B1 (en) * | 1998-03-23 | 2002-11-05 | Dallas Semiconductor Corporation | Method for calibrating a temperature sensitive oscillator |
| CN1531296A (zh) * | 2003-03-12 | 2004-09-22 | 日本电气株式会社 | 频率校正方法和用于校正长期变化的装置 |
| CN102082548A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-06-01 | 成都天奥电子股份有限公司 | 具有高精度的微机补偿表贴温补晶振 |
Non-Patent Citations (1)
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