CN104753464B - 一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法和装置,所述移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法包括:采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡;获取所述温度补偿晶振的振荡频率;根据所述温度补偿晶振的振荡频率,采用最小二乘算法得到k和b,并将k和b代入式F=k×U+b中,得到校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述F为校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率。采用上述方法和装置,可以有效地提高温度补偿晶振的频率校准精确度。

Description

一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法和装置
技术领域
本发明涉及电子器件校准领域,特别涉及一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法和装置。
背景技术
温度补偿晶振是通过附加的温度补偿电路使周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。由于温度补偿晶振具有较高的频率稳定性,而且体积较小,在小电流下能够快速启动,现已大量运用在无线通信设备的射频芯片中。
温度补偿晶振在工作时,输出频率会随温度的变化而产生频率偏移,现有技术方案中,通常先采用直接温度补偿电路或间接温度补偿电路对温度补偿晶振进行温度补偿,然后对经过温度补偿的温度补偿晶振进行频率校准。
然而,当温度达到一定值时,现有的频率校准方法存在温度补偿晶振的频率校准并不精确。
发明内容
本发明实施例解决的问题是如何提高温度补偿晶振的频率校准精确度。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种移动终端中的温度补偿晶振的频率校准方法,包括:采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡;获取所述温度补偿晶振的振荡频率;根据所述温度补偿晶振的振荡频率,采用最小二乘算法得到k和b,并将k和b代入式F=k×U+b中,得到校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述F为校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述k和b分别为式F=k×U+b中的参数,所述U为所述温度补偿晶振的控制电压。
可选的,所述采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡,包括:选取移动终端的至少两个发射功率值对应的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
可选的,所述选取移动终端的至少两个发射功率值对应的电压值,包括:从所述移动终端中功率值依次增大的至少两个功率分段中各选取至少一个发射功率值对应的电压值。
可选的,所述采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡,还包括:当所述预设的电压值控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡的时长达到第一预设时长时,延迟第二预设时长,并当延迟时间达到所述第二预设时长时,采用下一预设的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
可选的,所述第一预设时长为1毫秒至3毫秒,所述第二预设时长为1毫秒至3毫秒。
可选的,所述采用最小二乘算法得到k和b,包括:将所述获取得到的所述温度补偿晶振的振荡频率与所述式F=k×U+b相减,对相减结果做平方运算,并对所述平方运算的结果做求和运算,采用所述平方运算的结果分别对k和b求偏导,得到k和b的偏导数,令k和b的偏导数为0,求出k和b。
为解决上述问题,本发明实施例还提供一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准装置,包括:控制单元,用于采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡;获取单元,用于获取所述温度补偿晶振的振荡频率;运算单元,用于根据所述温度补偿晶振的振荡频率,采用最小二乘算法得到k和b,并将k和b代入式F=k×U+b中,得到校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述F为校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述k和b分别为式F=k×U+b中的参数,所述U为所述温度补偿晶振的控制电压。
可选的,所述控制单元,用于选取移动终端的至少两个发射功率值对应的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
可选的,所述控制单元,用于从所述移动终端中功率值依次增大的至少两个功率分段中各选取至少一个发射功率值对应的电压值。
可选的,所述控制单元,还用于当所述选取的电压值控制所述温度补偿晶振的时长达到第一预设时长时,延迟第二预设时长,并当延迟时间达到所述第二预设时长时,采用下一预设的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
可选的,所述第一预设时长为1毫秒至3毫秒,所述第二预设时长为1毫秒至3毫秒。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:
由于采用多个电压值分别控制温度补偿晶振振荡,利用最小二乘算法求出校准后的温度补偿晶振的输出频率表达式的参数,并将求出的参数代入校准后的温度补偿晶振的输出频率表达式,即可得到校准后的温度补偿晶振的输出频率,因此可以有效地提高温度补偿晶振的频率校准精确度。
进一步,通过采用不同的预设电压值依次控制温度补偿晶振振荡,当预设的电压值控制温度补偿晶振的振荡时间达到第一预设时长时,延迟第二预设时长,再采用下一预设电压值控制温度补偿晶振振荡,可以有效地防止电压值切换时存在的时延而引起的校准结果发生错误的情况发生。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法的流程图;
图2是本发明实施例中的另一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法的流程图;
图3是本发明实施例中的一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准装置的结构示意图。
具体实施方式
现有技术方案中,通常先采用直接温度补偿电路或间接温度补偿电路对温度补偿晶振进行温度补偿,然后对经过温度补偿的温度补偿晶振进行频率校准。现有的频率校准方法是假设温度补偿晶振的频率响应与温度变换的关系是线性的,但是当温度达到一定值时,温度补偿晶振的频率相应随温度的变化并不是线性关系,从而造成温度补偿晶振的频率校准并不精确。
本发明实施例中,由于采用多个电压值分别控制温度补偿晶振振荡,利用最小二乘算法求出校准后的温度补偿晶振的输出频率表达式的参数,并将求出的参数代入校准后的温度补偿晶振的输出频率表达式,即可得到校准后的温度补偿晶振的输出频率,因此可以有效地提高温度补偿晶振的频率校准精确度。
为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例提供了一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法,参照图1,以下通过具体步骤进行详细说明。
步骤S101,采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡。
在具体实施中,可以利用预设的电压值控制所述移动终端中的温度补偿晶振的驱动电路,由驱动电路控制温度补偿晶振振荡。
在具体实施中,可以采用两个预设的电压值控制温度补偿晶振振荡,也可以采用多个预设的电压值控制温度补偿晶振振荡。预设的电压值可以对应所述移动终端的发射功率,移动终端的发射功率可以分成两个以上的功率分段。预设的电压值对应的移动终端发射功率可以分布在预设的不同功率分段,即其中一个电压值对应的功率值可以在第一功率分段内,另一个电压值对应的功率值可以在第二功率分段内,还可以存在其他预设的电压值,其他预设的电压值对应的功率值还可以在其他发射功率分段内。
在具体实施中,根据不同的功率分段,对应于不同的功率分段可以分别选取一个或多个功率值,采用选取出的功率值对应的电压值控制温度补偿晶振振荡。例如,可以在第一功率分段内选取一个功率值,在第二功率分段内选取两个功率值;也可以在第一功率分段内选取两个功率值,在第二功率分段内选取一个功率值。可以理解的是,还可以采用其他的功率值选取方案,可以根据实际需要在不同的功率分段内选取对应数目的功率值,采用选取出的功率值对应的电压值控制温度补偿晶振振荡。
步骤S102,获取所述温度补偿晶振的振荡频率。
在具体实施中,可以采用预设的频谱仪等测试仪器接收所述温度补偿晶振的振荡频率,也可以采用其他设备获取所述温度补偿晶振的振荡频率,只要能够获取温度补偿晶振的振荡频率均可,此处不做赘述。
步骤S103,根据所述温度补偿晶振的振荡频率,采用最小二乘算法得到k和b,并将k和b代入式F=k×U+b中,得到校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述F为校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述k和b分别为式F=k×U+b中的参数,所述U为所述温度补偿晶振的控制电压。
在具体实施中,采用最小二乘算法得到k和b的过程可以描述如下:将所述获取得到的所述温度补偿晶振的振荡频率与所述式F=k×U+b相减,对相减结果做平方运算,并对所述平方运算的结果做求和运算,采用所述求和运算的结果分别对k和b求偏导,得到k和b的偏导数,令k和b的偏导数为0,求出k和b。
在本发明实施例中,k和b可以通过如下运算获取:
1)将步骤S102中获取的所述温度补偿晶振的振荡频率与式F=k×U+b相减;
在步骤S101中,采用两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡,由于预设的电压值与温度补偿晶振的振荡频率存在一一对应的关系,因此步骤S102中获取到的振荡频率的个数与步骤S101中的预设电压数相同。
在具体实施中,可以采用N个预设的电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡,对应的可以获取N个振荡频率,可以分别表示为F1、F2、…、FN,将F1、F2、…、FN分别与F=k×U+b相减。
2)将步骤1)得到的差值分别进行平方,并对平方结果求和;
对平方结果求和可以表示为∑(Fi-F)2 (1)
式(1)中,Fi可以表示为步骤S102中获取的对应于不同预设的电压值所对应的温度补偿晶振的振荡频率。
3)利用式(1)分别对k和b求偏导,得到k和b的偏导数,令k和b的偏导数为0,求出k和b。
在本发明实施例中,通过对k和b求偏导,得到k和b的偏导数,令k和b的偏导数为0,可以求得k和b,具体计算过程此处不做赘述,k和b的最终结果可以表示为:
b=∑Fi/N-k×∑Ui/N (2)
k=[5∑Fi×Ui-(∑Ui×∑Fi)]/[5∑Ui 2-(∑Ui)2] (3)
式(2)和式(3)中,Ui可以表示为控制所述移动终端中的温度补偿晶振的控制电压值。将求得的k和b代入式F=k×U+b中,即可得到校准后的温度补偿晶振的振荡频率。
在具体实施中,还可以将得到的k和b保存在移动终端预设的存储器中,当温度补偿晶振接收到对应的控制电压时,即可直接从存储器中调取k和b,代入式F=k×U+b,以校准频率F进行振荡。
采用本发明实施例中的方案,由于采用多个电压值分别控制温度补偿晶振振荡,利用最小二乘算法求出校准后的温度补偿晶振的输出频率表达式的参数,并将求出的参数代入校准后的温度补偿晶振的输出频率表达式,即可得到校准后的温度补偿晶振的输出频率,因此可以有效地提高温度补偿晶振的频率校准精确度。
本发明实施例还提供另一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法,参照图2,以下通过具体步骤进行详细说明。
步骤S201,选取预设的电压值。
在本发明实施例中,预设的电压值可以是LTE移动终端的发射功率值所对应的电压值。LTE移动终端的发射功率值可以为-15dBm~-109dBm,可以将LTE移动终端的发射功率划分成三段,分别为高功率段、中功率段和低功率段。其中:
高功率段的取值范围可以为:-15dBm~-40dBm;
中功率段的取值范围可以为:-40dBm~-68dBm;
低功率段的取值范围可以为:-68dBm~-109dBm。
在具体实施中,对应于不同的功率段中,可以分别选取一个或多个功率值,采用选取出的功率值对应的电压值控制温度补偿晶振振荡。例如,可以在高功率段选取三个功率值对应的电压值控制温度补偿晶振振荡,在中功率段选取两个功率值对应的电压值控制温度补偿晶振振荡,在低功率段选取一个功率值对应的电压值控制温度补偿晶振振荡,也可以在高功率段选取两个功率值对应的电压值、在中功率段选取一个功率值对应的电压值、在低功率段选取一个功率值对应的电压值控制温度补偿晶振振荡,可以根据实际需求分别在三个功率段中选取对应数目的功率值。
在本发明实施例中,可以选取5个预设的电压值控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡。可以在高功率段选取两个功率值、在中功率段选取两个功率值、在低功率段选取一个功率值对应的电压值,控制温度补偿晶振振荡。例如,可以在高功率段选取-20dBm和-30dBm的功率值,在中功率段选取-45dBm和-65dBm的功率值,在低功率段选取-80dBm的功率值,再分别采用对应功率值的电压值控制温度补偿晶振振荡。
在具体实施中,由于移动终端的发射功率一般处于高功率段和中功率段,很少处于低功率段,因此可以在高功率段和中功率段分别选取两个或两个以上的功率值,在低功率段只选取一个功率值。在高功率段、中功率段和低功率段中选取的功率值的数目可以根据实际需求进行设定,只要满足在高功率段和中功率段选取的功率值的数目不小于在低功率段选取的功率值的数目即可,此处不做赘述。
步骤S202,采用选取的预设电压值控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡第一预设时长,获取振荡频率。
在本发明实施例中,可以采用5个预设的电压值控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡,但在当前某一时刻只能采用一个预设的电压值控制温度补偿晶振振荡,可以从5个预设的电压值中任意选取其中一个电压值控制温度补偿晶振振荡。
例如,在当前时刻,可以采用-20dBm对应的电压值控制温度补偿晶振振荡,也可以采用-80dBm对应的电压值控制温度补偿晶振振荡,还可以采用其他预设的功率值对应的电压值控制温度补偿晶振振荡。
在本发明实施例中,可以设定每一个电压值控制温度补偿晶振振荡的时间相同。例如,可以在当前时刻利用功率值为-20dBm对应的电压值控制温度补偿晶振振荡第一预设时长,也可以在当前时刻利用功率值为-80dBm对应的电压值控制温度补偿晶振振荡第一预设时长,还可以采用其他预设的功率值对应的电压值控制温度补偿晶振振荡第一预设时长。
在本发明实施例中,第一预设时长可以为1毫秒至3毫秒,在具体实施中,第一预设时长的值可以为2毫秒,第一预设时长的值可以根据实际需要进行设定。
步骤S203,延迟第二预设时长,并当延迟时间达到第二预设时长时,执行步骤S204。
在本发明实施例中,当步骤S202中预设的某一电压值控制温度补偿晶振的时长达到第一预设时长时,延迟第二预设时长。
在本发明实施例中,第二预设时长可以为1毫秒至3毫秒,在具体实施中,第二预设时长的值可以为2毫秒,第二预设时长的值可以根据实际需要进行设定。
步骤S204,采用下一个预设的电压值控制温度补偿晶振振荡,并获取温度补偿晶振的振荡频率。
在本发明实施例中,当延迟时间达到第二预设时长时,采用下一个预设的电压值控制温度补偿晶振振荡,并获取温度补偿晶振的振荡频率。重复执行步骤S202至步骤S204,直至获取到全部5个预设的电压值对应的温度补偿晶振的振荡频率。
步骤S205,根据所述温度补偿晶振的振荡频率,采用最小二乘算法得到k和b。
在本发明实施例中,根据步骤S202和步骤S203获取的振荡频率,可以采用上一发明实施例中的式(2)和式(3)求出k和b,本实施例中不再对k和b的计算过程做详细描述。
步骤S206,将得到的k和b代入到式F=k×U+b中,得到校准后的温度补偿晶振的振荡频率。
采用本发明实施例的方案,采用不同的预设电压值依次控制温度补偿晶振振荡,当预设的电压值控制温度补偿晶振的振荡时间达到第一预设时长时,延迟第二预设时长,再采用下一预设电压值控制温度补偿晶振振荡,可以有效地防止电压值切换时存在的时延而引起的校准结果发生错误的情况发生。
参照图3,本发明实施例提供一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准装置30,包括:控制单元301、获取单元302和运算单元303,其中:
控制单元301,用于采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡;
获取单元302,用于获取所述温度补偿晶振的振荡频率;
运算单元303,用于根据所述温度补偿晶振的振荡频率,采用最小二乘算法得到k和b,并将k和b代入式F=k×U+b中,得到校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述F为校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述k和b分别为式F=k×U+b中的参数,所述U为所述温度补偿晶振的控制电压。
在具体实施中,所述控制单元301,用于选取移动终端的至少两个发射功率值对应的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
在具体实施中,所述控制单元301,用于从所述移动终端中功率值依次增大的至少两个功率分段中各选取至少一个发射功率值对应的电压值。
在具体实施中,所述控制单元301,还用于当所述选取的电压值控制所述温度补偿晶振的时长达到第一预设时长时,延迟第二预设时长,并当延迟时间达到所述第二预设时长时,采用下一预设的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
在具体实施中,所述第一预设时长为1毫秒至3毫秒,所述第二预设时长为1毫秒至3毫秒。
在具体实施中,所述运算单元303,用于将所述获取得到的所述温度补偿晶振的振荡频率与所述式F=k×U+b相减,对相减结果做平方运算,并对所述平方运算的结果做求和运算,采用所述求和运算的结果分别对k和b求偏导,得到k和b的偏导数,令k和b的偏导数为0,求出k和b。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法,其特征在于,包括:
采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡;获取所述温度补偿晶振的振荡频率;
根据所述温度补偿晶振的振荡频率,采用最小二乘算法得到k和b,并将k和b代入式F=k×U+b中,得到校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述F为校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述k和b分别为式F=k×U+b中的参数,所述U为所述温度补偿晶振的控制电压;所述采用最小二乘算法得到k和b,包括:将获取得到的所述温度补偿晶振的振荡频率与所述式F=k×U+b相减,对相减结果做平方运算,并对所述平方运算的结果做求和运算,采用所述求和运算的结果分别对k和b求偏导,得到k和b的偏导数,令k和b的偏导数为0,求出k和b。
2.如权利要求1所述的移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法,其特征在于,所述采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡,包括:选取移动终端的至少两个发射功率值对应的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
3.如权利要求2所述的移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法,其特征在于,所述选取移动终端的至少两个发射功率值对应的电压值,包括:从所述移动终端中功率值依次增大的至少两个功率分段中各选取至少一个发射功率值对应的电压值。
4.如权利要求1所述的移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法,其特征在于,所述采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡,还包括:当所述预设的两个以上电压值中的一电压值控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡的时长达到第一预设时长时,延迟第二预设时长,并当延迟时间达到所述第二预设时长时,采用下一预设的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
5.如权利要求4所述的移动终端中温度补偿晶振的频率校准方法,其特征在于,所述第一预设时长为1毫秒至3毫秒,所述第二预设时长为1毫秒至3毫秒。
6.一种移动终端中温度补偿晶振的频率校准装置,其特征在于,包括:
控制单元,用于采用预设的两个以上电压值依次控制所述移动终端中的温度补偿晶振振荡;
获取单元,用于获取所述温度补偿晶振的振荡频率;
运算单元,用于根据所述温度补偿晶振的振荡频率,采用最小二乘算法得到k和b,并将k和b代入式F=k×U+b中,得到校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述F为校准后的所述温度补偿晶振的振荡频率,所述k和b分别为式F=k×U+b中的参数,所述U为所述温度补偿晶振的控制电压;所述采用最小二乘算法得到k和b,包括:将获取得到的所述温度补偿晶振的振荡频率与所述式F=k×U+b相减,对相减结果做平方运算,并对所述平方运算的结果做求和运算,采用所述求和运算的结果分别对k和b求偏导,得到k和b的偏导数,令k和b的偏导数为0,求出k和b。
7.如权利要求6所述的移动终端中温度补偿晶振的频率校准装置,其特征在于,所述控制单元,用于选取移动终端的至少两个发射功率值对应的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
8.如权利要求7所述的移动终端中温度补偿晶振的频率校准装置,其特征在于,所述控制单元,用于从所述移动终端中功率值依次增大的至少两个功率分段中各选取至少一个发射功率值对应的电压值。
9.如权利要求6所述的移动终端中温度补偿晶振的频率校准装置,其特征在于,所述控制单元,还用于当所述预设的两个以上电压值中的一电压值控制所述温度补偿晶振振荡的时长达到第一预设时长时,延迟第二预设时长,并当延迟时间达到所述第二预设时长时,采用下一预设的电压值控制所述温度补偿晶振振荡。
10.如权利要求9所述的移动终端中温度补偿晶振的频率校准装置,其特征在于,所述第一预设时长为1毫秒至3毫秒,所述第二预设时长为1毫秒至3毫秒。
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