CN107884608B - 一种电能表控制***及时钟校正方法 - Google Patents

一种电能表控制***及时钟校正方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107884608B
CN107884608B CN201711082139.5A CN201711082139A CN107884608B CN 107884608 B CN107884608 B CN 107884608B CN 201711082139 A CN201711082139 A CN 201711082139A CN 107884608 B CN107884608 B CN 107884608B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
module
clock
value
main chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711082139.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107884608A (zh
Inventor
萧经华
岳虎
于宏新
张志勇
任烨
万翼飞
邬奇
黄仁贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HI-TREND TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO LTD
Original Assignee
HI-TREND TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HI-TREND TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO LTD filed Critical HI-TREND TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO LTD
Priority to CN201711082139.5A priority Critical patent/CN107884608B/zh
Publication of CN107884608A publication Critical patent/CN107884608A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107884608B publication Critical patent/CN107884608B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00—Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/02—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/04—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of instruments for measuring time integral of power or current
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F8/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electromechanical means
    • G04F8/02—Apparatus for measuring unknown time intervals by electromechanical means using an electromechanical oscillator

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种电能表控制***及时钟校正方法，包括：内封的MEMS晶振，温度采样模块，时钟补偿模块，时钟测量模块和存储模块；以及一种时钟校正方法，包括：步骤S1，在一第一预设温度值的测试环境下，通过处理模块处理得到对应的温度值和频率补偿值；步骤S2，将主芯片的温度提高至一第二预设温度值，并在升温过程中，每上升一固定值时记录对应的温度值和频率补偿值；步骤S3，根据记录的温度补偿值对标准曲线进行调整，拟合形成预设温度范围内频率补偿值对应于每个温度值的实际曲线，并将实际曲线存储于存储模块中；实现晶振内封的同时能够方便地对芯片的实时时钟进行补偿和校正。

Description

一种电能表控制***及时钟校正方法
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种内封MEMS电能表控制***及时钟校正方法。
背景技术
电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。
当前电能表控制芯片一般都采用外置的晶振，因为如果采用内封的晶振，晶振体积比较大、封装工艺流程多、时钟精度校正较为复杂、长期稳定性差等缺点。具体来说，电能表实时时钟送检打分时，内封晶振芯片的实时时钟需经过多点校正才能满足送检时钟精度要求，且对校正环境要求苛刻，温度需要较长时间稳定，才能进行实时时钟精度校正。其次内封晶振的体积相对较大，无法封装在小封装芯片内。最后经过长时间放置在低温或者高温环境下，容易导致时钟精度变差，且不易恢复。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种电能表控制***，包括一主芯片，其中，所述主芯片内封装有用于产生初始时钟信号的MEMS晶振；还包括：
温度采样模块，用于采集所述主芯片的温度并输出反映所述温度的大小的温度信号；
时钟补偿模块，分别连接所述MEMS晶振和所述温度采样模块，用于接收所述初始时钟信号和所述温度信号，并根据所述温度信号对所述初始时钟信号进行补偿，输出一补偿时钟信号，同时输出所述温度信号；
时钟测量模块，与所述主芯片外部的一标准时钟模块连接，用于将所述标准时钟模块输出的标准时钟信号输出；
存储模块；
处理模块，分别连接所述时钟补偿模块、所述时钟测量模块和所述存储模块，以接收并根据所述补偿时钟信号、所述温度信号和所述标准时钟信号拟合形成对应每个温度值的频率补偿值的实际曲线，并在所述存储模块中进行存储；
所述处理模块还连接外部的负载模块，以根据所述存储模块中存储的所述实际曲线得到的时钟频率控制所述负载模块的运行。
上述的电能表控制***，其中，所述负载模块通过一总线扩展器与所述处理模块连接。
上述的电能表控制***，其中，所述MEMS晶振为MEMS晶振。
一种时钟校正方法，其中，应用于如上任一所述的电能表控制***，所述电能表控制***的所述存储模块中预存有在一预设温度范围内所述频率补偿值对应于所述温度值的标准曲线；所述时钟校正方法包括：
步骤S1，在一第一预设温度值的测试环境下，通过所述处理模块处理得到对应的所述温度值和所述频率补偿值；
步骤S2，将所述主芯片的温度提高至一第二预设温度值，并在升温过程中，每上升一固定值时记录对应的所述温度值和所述频率补偿值；
步骤S3，根据记录的所述温度补偿值对所述标准曲线进行调整，拟合形成所述预设温度范围内所述频率补偿值对应于每个所述温度值的实际曲线，并将所述实际曲线存储于所述存储模块中。
上述的时钟校正方法，其中，所述步骤S2中，控制升温的具体方法为：
控制所述负载模块的负载量匀速增长，以固定的间隔时间进行记录，使得记录时所述主芯片的温度值较前一次记录的温度值上升一所述固定值。
上述的时钟校正方法，其中，所述预设温度范围为[-40℃,80℃]。
上述的时钟校正方法，其中，所述第一预设温度值为22～24℃。
上述的时钟校正方法，其中，所述第二预设温度值为27～29℃。
有益效果：本发明提出的一种电能表控制***及时钟校正方法，实现晶振内封的同时能够方便地对芯片的实时时钟进行补偿和校正。
附图说明
图1为本发明一实施例中电能表控制***的结构原理图；
图2为本发明一实施例中时钟校正方法的步骤原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
实施例一
在一个较佳的实施例中，如图1所示，提出了一种电能表控制***，包括一主芯片，其中，主芯片内封装有用于产生初始时钟信号的一MEMS晶振1；还可以包括：
温度采样模块10，用于采集主芯片的温度并输出反映温度的大小的温度信号；
时钟补偿模块20，分别连接MEMS晶振1和温度采样模块10，用于接收初始时钟信号和温度信号，并根据温度信号对初始时钟信号进行补偿，输出一补偿时钟信号，同时输出温度信号；
时钟测量模块30，与主芯片外部的一标准时钟模块连接，用于将标准时钟模块输出的标准时钟信号输出；
存储模块40；
处理模块50，分别连接时钟补偿模块20、时钟测量模块30和存储模块40，以接收并根据补偿时钟信号、温度信号和标准时钟信号拟合形成对应每个温度值的频率补偿值的实际曲线，并在存储模块 40中进行存储；
处理模块50还连接外部的负载模块，以根据存储模块40中存储的实际曲线到的时钟频率控制负载模块的运行。
上述技术方案中，时钟测量模块30采集的标准时钟信号可以作为参照，将时钟补偿模块20输出的补偿时钟信号与标准时钟信号进行比较，可以得到MEMS晶振1经过温度补偿以后的情况；存储模块中还可以存储有频率补偿值关于温度值的标准曲线，实际曲线可以是根据补偿时钟信号、温度信号和标准时钟信号采集的有限数量的温度值和频率补偿值对标准曲线进行调整得到的；基于MEMS内封技术的高精度实时时钟电能表控制芯片，该芯片在工业级温度范围内可提供非常高的时钟精度，另一面易于封装且封装成本比普通内封晶振低。因MEMS晶振1体积较小，可内封在小封装芯片中，关键可以紧密贴在芯片晶圆上，且不影响芯片的功能。而内封MEMS晶振1 的电能表控制芯片的温度迟滞影响量在0.02ppm以内，剧烈环境温度变化对时钟精度影响很小，所以可快速校正时钟精度；关于内封 MEMS晶振电能表控制芯片技术：MEMS晶振1封装在芯片的晶圆上且通过胶体其紧密接触，目的为了保证MEMS随着芯片晶圆的环境变化而变化，例如温度传感器采集的温度和MEMS晶振1温度一致。又因为MEMS晶振1体积较小(体积为：420um*380um*120um)， MEMS晶振1的温度可很快响应芯片的晶圆的温度变化，因此高低温冲击对MEMS晶振频率影响比较小。MEMS驱动模块内含具有频率补偿模块，可及时调节频率补偿值，从而输出精准的频率值。
在一个较佳的实施例中，负载模块可以通过一总线扩展器60与处理模块50连接。
在一个较佳的实施例中，MEMS晶振1可以为MEMS (Micro-electromechanicalSystems微电子机械***，简称MEMS)晶振。
实施例二
在一个较佳的实施例中，如图2所示，还提出了一种时钟校正方法，其中，可以应用于如图1所示的电能表控制***，电能表控制***的存储模块40中可以预存有在一预设温度范围内频率补偿值对应于温度值的标准曲线；时钟校正方法可以包括：
步骤S1，在一第一预设温度值的测试环境下，通过处理模块50 处理得到对应的温度值和频率补偿值；
步骤S2，将主芯片的温度提高至一第二预设温度值，并在升温过程中，每上升一固定值时记录对应的温度值和频率补偿值；
步骤S3，根据记录的温度补偿值对标准曲线进行调整，拟合形成预设温度范围内频率补偿值对应于每个温度值的实际曲线，并将实际曲线存储于存储模块40 中。
采用上述时钟校正方法解决了内封晶振在时钟校正方面的种种问题，从而使得内封晶振的技术得以应用于电能表控制芯片中。
在一个较佳的实施例中，步骤S2中，控制升温的具体方法为：
控制负载模块的负载量匀速增长，以固定的间隔时间进行记录，使得记录时主芯片的温度值较前一次记录的温度值上升一固定值。
在一个较佳的实施例中，预设温度范围为[-40℃,80℃]，在该温度范围内，要求每个温度值都需要对应有一个温度补偿值，从而使得每个温度值下均有对应的时钟频率。
在一个较佳的实施例中，第一预设温度值可以为22～24℃，例如为22℃，或23℃，或24℃等。
在一个较佳的实施例中，第二预设温度值为27～29℃，例如为 27℃，或28℃，或29℃等。
综上所述，本发明提出的一种电能表控制***及时钟校正方法，包括：温度采样模块，时钟补偿模块，时钟测量模块和存储模块；以及一种时钟校正方法，上述电能表控制***，电能表控制***的存储模块中预存有在一预设温度范围内频率补偿值对应于温度值的标准曲线；时钟校正方法包括：步骤S1，在一第一预设温度值的测试环境下，通过处理模块处理得到对应的温度值和频率补偿值；步骤S2，将主芯片的温度提高至一第二预设温度值，并在升温过程中，每上升一固定值时记录对应的温度值和频率补偿值；步骤S3，根据记录的温度补偿值对标准曲线进行调整，拟合形成预设温度范围内频率补偿值对应于每个温度值的实际曲线，并将实际曲线存储于存储模块中；实现晶振内封的同时能够方便地对芯片的实时时钟进行补偿和校正。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (7)

1.一种电能表控制***，包括一主芯片，其特征在于，所述主芯片内封装有用于产生初始时钟信号的MEMS晶振，所述MEMS晶振封装在所述主芯片的晶圆上且通过胶体与所述主芯片的晶圆紧密接触；还包括：
温度采样模块，用于采集所述主芯片的温度并输出反映所述温度的大小的温度信号；
时钟补偿模块，分别连接所述MEMS晶振和所述温度采样模块，用于接收所述初始时钟信号和所述温度信号，并根据所述温度信号对所述初始时钟信号进行补偿，输出一补偿时钟信号，同时输出所述温度信号；
时钟测量模块，与所述主芯片外部的一标准时钟模块连接，用于将所述标准时钟模块输出的标准时钟信号输出；
存储模块；
处理模块，分别连接所述时钟补偿模块、所述时钟测量模块和所述存储模块，以接收并根据所述补偿时钟信号、所述温度信号和所述标准时钟信号拟合形成对应每个温度值的频率补偿值的实际曲线，并在所述存储模块中进行存储；
所述处理模块还连接外部的负载模块，以根据所述存储模块中存储的所述实际曲线得到的时钟频率控制所述负载模块的运行，通过控制负载模块的负载量匀速增长将主芯片的温度提高；
所述MEMS晶振还包括驱动模块，所述驱动模块内具有频率补偿模块。
2.根据权利要求1所述的电能表控制***，其特征在于，所述负载模块通过一总线扩展器与所述处理模块连接。
3.一种时钟校正方法，其特征在于，应用于如权利要求1～2任一所述的电能表控制***，所述电能表控制***的所述存储模块中预存有在一预设温度范围内所述频率补偿值对应于所述温度值的标准曲线；所述时钟校正方法包括：
步骤S1，在一第一预设温度值的测试环境下，通过所述处理模块处理得到对应的所述温度值和所述频率补偿值；
步骤S2，将所述主芯片的温度提高至一第二预设温度值，并在升温过程中，每上升一固定值时记录对应的所述温度值和所述频率补偿值；
步骤S3，根据记录的温度补偿值对所述标准曲线进行调整，拟合形成所述预设温度范围内所述频率补偿值对应于每个所述温度值的实际曲线，并将所述实际曲线存储于所述存储模块中。
4.根据权利要求3所述的时钟校正方法，其特征在于，所述步骤S2中，控制升温的具体方法为：
控制所述负载模块的负载量匀速增长，以固定的间隔时间进行记录，使得记录时所述主芯片的温度值较前一次记录的温度值上升一所述固定值。
5.根据权利要求3所述的时钟校正方法，其特征在于，所述预设温度范围为[-40℃,80℃]。
6.根据权利要求3所述的时钟校正方法，其特征在于，所述第一预设温度值为22～24℃。
7.根据权利要求3所述的时钟校正方法，其特征在于，所述第二预设温度值为27～29℃。
CN201711082139.5A 2017-11-02 2017-11-02 一种电能表控制***及时钟校正方法 Active CN107884608B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711082139.5A CN107884608B (zh) 2017-11-02 2017-11-02 一种电能表控制***及时钟校正方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711082139.5A CN107884608B (zh) 2017-11-02 2017-11-02 一种电能表控制***及时钟校正方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107884608A CN107884608A (zh) 2018-04-06
CN107884608B true CN107884608B (zh) 2020-10-23

Family

ID=61779128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711082139.5A Active CN107884608B (zh) 2017-11-02 2017-11-02 一种电能表控制***及时钟校正方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107884608B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110729985B (zh) * 2018-07-17 2023-04-25 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 一种时钟信号生成电路及电子设备
CN111796235B (zh) * 2020-06-28 2022-10-14 司浩天 一种使用率较高关口表的评估方法
CN111934678B (zh) * 2020-09-28 2021-01-05 深圳英集芯科技有限公司 芯片内时钟频率自动校准方法及相关产品
CN112383301B (zh) * 2020-10-16 2023-03-24 歌尔科技有限公司 晶振的时钟频率的校准方法、装置及电子设备
CN112229469A (zh) * 2020-10-20 2021-01-15 苏州工业园区清源华衍水务有限公司 远传阀控水表
CN114089258B (zh) * 2021-11-10 2023-12-26 河南源网荷储电气研究院有限公司 一种智能电能表时钟加速模拟运行方法及***
CN114167343B (zh) * 2021-12-03 2023-05-26 深圳友讯达科技股份有限公司 一种基于穷举的智能电表晶振频率调校的方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6995622B2 (en) * 2004-01-09 2006-02-07 Robert Bosh Gmbh Frequency and/or phase compensated microelectromechanical oscillator
JP4379441B2 (ja) * 2006-07-18 2009-12-09 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備えた車両、蓄電装置の昇温制御方法、ならびに蓄電装置の昇温制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
CN101303401B (zh) * 2008-07-01 2010-06-23 威胜集团有限公司 电能表的rtc调校装置及rtc自动补偿校正方法
CN101769990B (zh) * 2008-12-26 2012-06-20 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 马达温升特性测试***及方法
CN201788227U (zh) * 2010-09-01 2011-04-06 宁波三星电气股份有限公司 一种电能表
CN102176112B (zh) * 2010-11-29 2013-04-24 江苏林洋电子股份有限公司 Mcu内置rtc实现时钟精确计时的方法
CN102435975B (zh) * 2011-11-07 2015-01-21 中国电力科学研究院 一种智能费控电能表进行时钟校准的方法
JP5306512B1 (ja) * 2012-04-27 2013-10-02 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置、計測機器、及び補正方法
CN202676805U (zh) * 2012-06-18 2013-01-16 沈阳时尚实业有限公司 一种集成高精度实时时钟的电能表
JP6081286B2 (ja) * 2012-07-09 2017-02-15 日本電波工業株式会社 恒温槽付水晶発振器
CN202918242U (zh) * 2012-09-12 2013-05-01 无锡华润矽科微电子有限公司 内置晶振的高精度数字温度补偿振荡器电路结构
CN103107774B (zh) * 2013-01-07 2016-01-20 河北远东通信***工程有限公司 一种提高恒温晶振频率稳定度的方法
CN104218891A (zh) * 2013-06-05 2014-12-17 上海华虹集成电路有限责任公司 时钟晶体振荡器闭环温度补偿装置
CN103499803B (zh) * 2013-09-09 2015-09-09 扬州万泰电子科技有限公司 一种提高电能表mcu内置实时时钟精度的方法
CN204086515U (zh) * 2014-06-26 2015-01-07 珠海中慧微电子有限公司 用于电能表检测的多功能时钟测试仪
CN106154135B (zh) * 2015-04-10 2019-01-18 上海贝岭股份有限公司 一种内封晶振芯片的校准测试装置及方法
CN205384318U (zh) * 2015-12-24 2016-07-13 珠海中慧微电子股份有限公司 电能表的时钟电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN107884608A (zh) 2018-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107884608B (zh) 一种电能表控制***及时钟校正方法
US7674035B2 (en) Digital temperature sensors and calibration thereof
CN101750170B (zh) 温度传感器芯片的校准***及校准方法
CN106248296A (zh) 压力变送器的多变元、变温标定方法
CN103234689A (zh) 一种高精度压力变送器电路
CN106154135B (zh) 一种内封晶振芯片的校准测试装置及方法
CN113503988B (zh) 温度传感器校准方法、***及温度传感器
CN104678340A (zh) 一种磁强计测量误差纠正方法及***
CN104970776A (zh) 一种体温检测方法和一种高精度动态校准电子体温计装置
CN112578840B (zh) 一种利用温度校准基准电压的方法、***及存储介质
WO2023272908A1 (zh) 高精度温度测量方法及测量***
CN212253981U (zh) 一种应变式传感器的温度测试与补偿***
CN114035024B (zh) 一种实时时钟芯片的测试***及其方法
US10298210B2 (en) Apparatus and method for temperature measurement and/or calibration via resonant peaks in an oscillator
CN105258767A (zh) 一种高精度电子天平称量***
CN115541105A (zh) 一种数字压力传感器及其的标定、校准和测量方法
CN107621610B (zh) 一种用于测量蓄电池内阻的装置及其方法
JPS61112938A (ja) 半導体圧力センサの補償回路
CN102506966B (zh) 一种流量***校正装置
CN110857898A (zh) 一种充油压力传感器
CN216246925U (zh) 一种降低输出漂移的mems压力传感器芯片
CN117346827A (zh) 传感芯片的智能信号处理方法及传感芯片
Maudie et al. Challenges of MEMS device characterization in engineering development and final manufacturing
JP2000241202A (ja) センサ装置
Mack A new calibration method with static loads for piezoelectric force transducers

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant