CN110113005B - 5g标准源高频晶振电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5G标准源高频晶振电路，属于标准源晶振领域，其包括晶振控制电路，晶振控制电路包括时钟参考单元、高频晶振单元和PLL环路控制单元，时钟参考单元包括可编程全硅温度补偿振荡器，可编程全硅温度补偿振荡器接收外界输入的时钟脉冲并输出低频的时钟频率Vout1；高频晶振单元包括压控振荡器，压控振荡器输出高频的时钟频率Vout2，本发明具有通过可编程全硅温度补偿振荡器受到外界温度影响小的特点，向高频晶振单元提供比较稳定的参考时钟频率，压控振荡器对接收的时钟频率进行滤波，保证输出的波形稳定，有效减少晶振电路受温度影响的效果。
Description
技术领域
本发明涉及标准源晶振的技术领域，尤其是涉及一种5G标准源高频晶振电路。
背景技术
目前单片机等中央处理器或集成芯片在工作时都需要时钟电路为其提供稳定的时钟振荡频率，即时间信号，时钟电路的时钟振荡频率越快中央处理器或集成芯片所能够控制的时间越精确。而时钟电路中主要是依靠晶振电路来产生振荡频率，在5G等需要高时钟频率的技术中，需要晶振电路产生极高并且稳定的振荡频率。通常的高频晶振电路非常容易受到外界温度、振动等条件的影响，并且难以长时间使用，所以在使用高频晶振电路时，大部分厂家都会给高频晶振电路加入各种补偿电路，或直接采用低频晶振电路放大频率。
现有技术可参考申请公开号为CN109474239A的中国发明专利，其公开了一种5G标准源高频晶振电路，属于标准源晶振领域，其包括晶振控制电路，晶振控制电路包括时钟参考单元、高频晶振单元和PLL环路控制单元，时钟参考单元向PLL环路控制单元输出时钟频率Vout1，高频晶振单元向PLL环路控制单元输出时钟频率Vout2，PLL环路控制单元根据时钟频率Vout1和时钟频率Vout2生成控制信号PWM并传输给高频晶振单元，高频晶振单元根据接收到的控制信号PWM调整并向外界输出时钟频率Vout2。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：通常晶振单元都使用压控振荡器，压控振荡器具有产生的波形好、相位噪声图曲线光滑的特点，提供的时钟频率质量好，但是容易受到温度的影响，在电路工作发热的时候，压控振荡器输出的时钟频率容易出现误差，即使有时钟参考单元对高频晶振单元进行补偿，高频晶振单元输出的时钟频率还是难以达到标准。
发明内容
本发明的目的是提供一种5G标准源高频晶振电路，通过可编程全硅温度补偿振荡器受到外界温度影响小的特点，向高频晶振单元提供比较稳定的参考时钟频率，压控振荡器对接收的时钟频率进行滤波，保证输出的波形稳定，有效减少晶振电路受温度影响。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种5G标准源高频晶振电路，包括晶振控制电路，晶振控制电路包括时钟参考单元、高频晶振单元和PLL环路控制单元，时钟参考单元接收外界输入的时钟脉冲并输出低频的时钟频率Vout1，高频晶振单元输出高频的时钟频率Vout2，PLL环路控制单元通过时钟频率Vout1高频晶振单元输出控制信号PWM，并控制高频晶振单元调整时钟频率Vout2，所述时钟参考单元包括可编程全硅温度补偿振荡器，可编程全硅温度补偿振荡器接收外界输入的时钟脉冲并输出低频的时钟频率Vout1；
所述高频晶振单元包括由石英晶体为主要组成成分的压控振荡器，压控振荡器输出高频的时钟频率Vout2。
通过采用上述方案，可编程全硅温度补偿振荡器具有受外界温度影响小、造价低、杂波多的特点，目前在需求时钟频率比较精准的领域内已经很少有在使用，但是可编程全硅温度补偿振荡器在作为时钟参考单元向高频晶振单元提供参考时钟频率时，能够有效地减少周围环境温度对时钟频率的影响，保证高频晶振单元输出的时钟频率Vout2稳定、准确，而压控振荡器又具有波形好、杂波少、能够自动过滤杂波、受温度影响大的特点，能够对可编程全硅温度补偿振荡器输出的时钟频率Vout1进行自动滤波，大大减小了可编程全硅温度补偿振荡器自身杂波多的缺点，两个晶振芯片形成互补，在降低成本的同时，能够有效地在温度变化较大的情况下保证5G标准源高频晶振电路提供的时钟频率的质量。
本发明进一步设置为：晶振控制电路还包括老化补偿单元，所述老化补偿单元连接时钟参考单元，老化补偿单元向时钟参考单元传输老化补偿信号，老化补偿单元由晶振控制电路开始使用的时间起随时间变化不断增强老化补偿信号，老化补偿信号调整时钟参考单元输出的时钟频率Vout1。
通过采用上述方案，晶振控制电路在使用过程中必然会不断老化，特别是压控振荡器的老化速度会略快于可编程全硅温度补偿振荡器，厂家在生产5G标准源高频晶振电路时通过试验测得5G标准源高频晶振电路的老化速度，根据老化速度设计老化补偿单元，老化补偿向5G标准源高频晶振电路提供老化补偿信号，保证5G标准源高频晶振电路在经过较长时间的使用后提供的时钟频率依然准确，有效延长了5G标准源高频晶振电路的使用寿命。
本发明进一步设置为：所述老化补偿单元包括压控温补振荡器，压控温补振荡器向可编程全硅温度补偿振荡器传输老化补偿信号。
通过采用上述方案，压控温补振荡器输出的老化补偿信号较为准确，自身受到外界影响较小，老化速度慢，能够保证老化补偿单元的效果。
本发明进一步设置为：晶振控制电路还包括前置温度补偿单元，所述前置温度补偿单元连接时钟参考单元，前置温度补偿单元检测周围环境温度并根据环境温度向时钟参考单元输出温度补偿信号，时钟参考单元根据接收的温度补偿信号调整时钟频率Vout1。
通过采用上述方案，前置温度补偿单元能够进一步减少环境温度对晶振电路的影响。
本发明进一步设置为：前置温度补偿单元包括多个相互连接的温度补偿模块，温度补偿模块连接时钟参考单元。
通过采用上述方案，多个温度补偿模块能够根据环境温度对时钟参考单元进行多次温度补偿，减小环境温度对时钟参考单元的影响。
本发明进一步设置为：每个温度补偿模块均包括运算放大器，运算放大器的负向输入端电连接有热敏电阻，运算放大器的正向输入端电连接有可调电位器，运算放大器的输出端电连接于可编程全硅温度补偿振荡器上。
通过采用上述方案，该温度补偿模块结构简单，准确可靠。
本发明进一步设置为：晶振控制电路还包括惯性保持单元，所述惯性保持单元连接时钟参考单元，惯性保持单元实时接收时钟参考单元输出的时钟频率Vout1并记录时钟频率Vout1的波形，当时钟参考单元没有接收到外界输入的时钟脉冲时，惯性保持单元向时钟参考单元传输存储的波形，时钟参考单元根据接收的波形调整输出的时钟频率Vout1。
通过采用上述方案，在5G标准源高频晶振电路没有接收到外界输入的时钟脉冲时，可能是由于外界GPS信号不好导致时钟参考单元接收不到时钟脉冲，此时惯性保持单元调用存储的时钟参考单元之前输出的时钟脉冲的波形，时钟参考单元根据惯性保持单元输出的波形能够使自己输出的时钟频率保持稳定，使5G标准源高频晶振电路在GPS信号较弱的时候也能够继续工作。
本发明进一步设置为：惯性保持单元包括信号响应模块、波形存储模块和波形输出模块；
所述信号响应模块连接时钟参考单元并且实时监测输入时钟参考单元的时钟脉冲，当没有监测到输入时钟参考单元的时钟脉冲时，信号响应模块向波形输出模块传输高电平信号；
所述波形存储模块连接时钟参考单元并且实时接收时钟参考单元输出的时钟频率Vout1，波形存储模块记录时钟频率Vout1的波形进行存储；
所述波形输出模块在接收到信号响应模块输出的高电平信号后调用波形存储模块最新存储的波形，并将波形传输给时钟参考单元，时钟参考单元根据接收的波形调整输出的时钟频率Vout1。
通过采用上述方案，在时钟参考单元没有接收到时钟脉冲时，信号响应模块能够立即响应，控制波形输出模块向时钟参考单元传输波形，采用实时监控，响应及时。
本发明进一步设置为：惯性保持单元还包括强度判断模块，所述强度判断模块连接时钟参考单元，强度判断模块实时采集输入时钟参考单元的时钟脉冲，强度判断模块读取时钟脉冲的信号强度，将读取的信号强度与预设信号强度进行比较，当读取的信号强度小于预设信号强度时，强度判断模块向信号响应模块发出启动信号，信号响应模块在接收到启动信号后向波形输出模块传输高电平信号。
通过采用上述方案，在GPS信号较弱的时候，惯性保持单元就会向时钟参考单元输出波形，保证5G标准源高频晶振电路输出的时钟频率稳定。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1. 可编程全硅温度补偿振荡器具有受外界温度影响小、造价低、杂波多的特点，目前在需求时钟频率比较精准的领域内已经很少有在使用，但是可编程全硅温度补偿振荡器在作为时钟参考单元向高频晶振单元提供参考时钟频率时，能够有效地减少周围环境温度对时钟频率的影响，保证高频晶振单元输出的时钟频率Vout2稳定、准确，而压控振荡器又具有波形好、杂波少、能够自动过滤杂波、受温度影响大的特点，能够对可编程全硅温度补偿振荡器输出的时钟频率Vout1进行自动滤波，大大减小了可编程全硅温度补偿振荡器自身杂波多的缺点，两个晶振芯片形成互补，在降低成本的同时，能够有效地在温度变化较大的情况下保证5G标准源高频晶振电路提供的时钟频率的质量；
2. 晶振控制电路在使用过程中必然会不断老化，特别是可编程全硅温度补偿振荡器的老化速度会略快于压控振荡器，厂家在生产5G标准源高频晶振电路时通过试验测得5G标准源高频晶振电路的老化速度，根据老化速度设计老化补偿单元，老化补偿向5G标准源高频晶振电路提供老化补偿信号，保证5G标准源高频晶振电路在经过较长时间的使用后提供的时钟频率依然准确，有效延长了5G标准源高频晶振电路的使用寿命；
3. 在5G标准源高频晶振电路没有接收到外界输入的时钟脉冲时，可能是由于外界GPS信号不好导致时钟参考单元接收不到时钟脉冲，此时惯性保持单元调用存储的时钟参考单元之前输出的时钟脉冲的波形，时钟参考单元根据惯性保持单元输出的波形能够使自己输出的时钟频率保持稳定，使5G标准源高频晶振电路在GPS信号较弱的时候也能够继续工作。
附图说明
图1是实施例一的整体模块框图；
图2是实施例一中突出晶振控制电路的电路示意图；
图3是实施例二中突出老化补偿单元的模块框图；
图4是实施例三中突出前置温度补偿单元的模块框图；
图5是实施例三中突出晶振控制电路与前置温度补偿单元连接结构的电路示意图；
图6是实施例三中突出前置温度补偿单元的电路示意图；
图7是实施例四中突出惯性保持单元的模块框图；
图8是实施例四中突出强度判断模块、信号响应模块、波形输出模块和波形存储模块的模块框图；
图9是实施例一中MEMS-20MHz的相位噪声图；
图10是实施例一中VCXO-100MHz的相位噪声图；
图11是实施例一中GTS95-100MHz的相位噪声图。
图中，1、晶振控制电路；11、时钟参考单元；111、可编程全硅温度补偿振荡器；12、PLL环路控制单元；121、控制芯片；13、高频晶振单元；131、压控振荡器；14、老化补偿单元；141、压控温补振荡器；15、前置温度补偿单元；151、温度补偿模块；1511、运算放大器；1512、热敏电阻；1513、可调电位器；16、惯性保持单元；161、强度判断模块；162、信号响应模块；163、波形输出模块；164、波形存储模块。
具体实施方式
实施例一：一种5G标准源高频晶振电路，如图1所示，晶振控制电路1，晶振控制电路1包括时钟参考单元11、高频晶振单元13和PLL环路控制单元12。
如图1和图2所示，时钟参考单元11包括可编程全硅温度补偿振荡器111，可编程全硅温度补偿振荡器111的型号可以设置为MEMS-20MHz。可编程全硅温度补偿振荡器111的VC口电连接有控制端VC1，控制端VC1用于外接中央处理器，中央处理器能够向控制端VC1输出时钟脉冲。可编程全硅温度补偿振荡器111的GND口接地，可编程全硅温度补偿振荡器111的VCC口电连接有标准源VCC。可编程全硅温度补偿振荡器111的OUT口电连接有电容C2。可编程全硅温度补偿振荡器111在接收到时钟脉冲后输出20MHz的时钟频率Vout1。
如图1和图2所示，PLL环路控制单元12包括控制芯片121，控制芯片121的VCC口也电连接于标准源VCC上。控制芯片121的REFIN口电连接于电容C2的另一端。控制芯片121的REFIN口接收低频压控温补晶体振荡器输出的时钟频率Vout1。控制芯片121的LKDOT口悬空，控制芯片121的D0口与D1口相互串联并且均电连接于标准源VCC上。控制芯片121的GND口接地。控制芯片121的CP口电连接有电阻R1。控制芯片121的Coin口电连接有电容C3。电容C2对可编程全硅温度补偿振荡器111输出的时钟频率Vout1进行滤波，并减少可编程全硅温度补偿振荡器111和控制芯片121之间的相互干扰。
如图1和图2所示，高频晶振单元13包括压控振荡器131，压控振荡器131的型号可以设置为VCXO-100MHz或GTS95-100MHz。压控振荡器131的VC口电连接于电阻R1的另一端。压控振荡器131的GND口接地，并且压控振荡器131的GND口与VC口之间并联有电容C1。压控振荡器131的VCC口也电连接于标准源VCC。压控振荡器131的OUT口电连接于电容C3的另一端。压控振荡器131的OUT口也电连接有电容C4，电容C4另一端电连接有输出端OUT。输出端OUT用于外接中央处理器，压控振荡器131通过OUT口向中央处理器输出时钟频率Vout2。压控振荡器131同时能够向控制芯片121的COin口输入时钟频率Vout2。控制芯片121121能够向压控振荡器131的VC口输出控制信号PWM，压控振荡器131在接收到控制信号PWM后根据控制信号PWM3输出时钟频率Vout2。
压控振荡器131是由石英晶体为主要组成成分的振荡器，控制芯片121通过REFIN口接收可编程全硅温度补偿振荡器111输出的时钟频率Vout1，控制芯片121通过Coin口接收压控振荡器131输出的时钟频率Vout2。控制芯片121将时钟频率Vout1与时钟频率Vout2进行比较做差，得出时钟频率Vout1与时钟频率Vout2的差值Der。控制芯片121121预存有不同差值Der对应的控制信号PWM，控制芯片121121通过差值Der查询调用控制信号PWM并将控制信号PWM传输给压控振荡器131。压控振荡器131根据接收到的控制信号PWM调整并输出时钟频率Vout2，保证时钟频率Vout2输出稳定。
可编程全硅温度补偿振荡器111VCXO-100MHz在室温下得到的相位噪声图如图9所示。压控振荡器131VCXO-100MHz在室温下得到的相位噪声图如图10所示。压控振荡器131GTS95-100MHz安装于晶振电路内后在室温下得到的相位噪声图如图11所示。
如图9和图10所示，将可编程全硅温度补偿振荡器111VCXO-100MHz的相位噪声图与压控振荡器131VCXO-100MHz的相位噪声图进行比较后可知，压控振荡器131VCXO-100MHz的波形曲线比可编程全硅温度补偿振荡器111VCXO-100MHz的波形曲线更平滑、杂波更少，证明压控振荡器131VCXO-100MHz频率偏差小，信号好。
如图10和图11所示，将压控振荡器131VCXO-100MHz的相位噪声图和压控振荡器131GTS95-100MHz的相位噪声图进行比较后可知，压控振荡器131GTS95-100MHz的相位噪声图数值比压控振荡器131VCXO-100MHz的相位噪声图数在同一时间内更小，证明压控振荡器131GTS95-100MHz频率偏差小，信号好。
由于可编程全硅温度补偿振荡器111具有受外界温度影响小、造价低、杂波多的特点，压控振荡器131具有波形好、杂波少、能够自动过滤杂波、受温度影响大的特点。目前在需求时钟频率比较精准的领域内可编程全硅温度补偿振荡器111已经很少有在使用，但是可编程全硅温度补偿振荡器111在作为时钟参考单元11向高频晶振单元13提供参考时钟频率时，能够有效地减少周围环境温度对时钟频率的影响，保证高频晶振单元13输出的时钟频率Vout2稳定、准确。
实施例二：一种5G标准源高频晶振电路，如图3所示，晶振控制电路1还包括老化补偿单元14。老化补偿单元14连接时钟参考单元11，老化补偿单元14包括压控温补振荡器141，压控温补振荡器141向可编程全硅温度补偿振荡器111传输老化补偿信号。老化补偿单元14由晶振控制电路1开始使用的时间起随时间变化不断增强老化补偿信号，老化补偿信号调整时钟参考单元11输出的时钟频率Vout1。
晶振控制电路1在使用过程中必然会不断老化，特别是压控振荡器131的老化速度会略快于可编程全硅温度补偿振荡器111，厂家在生产5G标准源高频晶振电路时通过试验测得5G标准源高频晶振电路的老化速度，根据老化速度设计老化补偿单元14，老化补偿单元14向5G标准源高频晶振电路提供老化补偿信号，保证5G标准源高频晶振电路在经过较长时间的使用后提供的时钟频率依然准确，有效延长了5G标准源高频晶振电路的使用寿命。
实施例三：一种5G标准源高频晶振电路，如图4和图6所示，晶振控制电路1还包括前置温度补偿单元15。前置温度补偿单元15包括多个相互连接的温度补偿模块151，温度补偿模块151连接时钟参考单元11。
如图5和图6所示，每个温度补偿模块151均包括运算放大器1511，运算放大器1511的负向输入端电连接有热敏电阻1512，运算放大器1511的正向输入端电连接有可调电位器1513，运算放大器1511的输出端电连接于可编程全硅温度补偿振荡器111上。前置温度补偿单元15检测周围环境温度并根据环境温度向时钟参考单元11输出温度补偿信号，时钟参考单元11根据接收的温度补偿信号调整时钟频率Vout1。前置温度补偿单元15能够进一步减少环境温度对晶振电路的影响。
实施例四：一种5G标准源高频晶振电路，如图7和图8所示，晶振控制电路1还包括惯性保持单元16。惯性保持单元16包括信号响应模块162、强度判断模块161、波形存储模块164和波形输出模块163。信号响应模块162连接时钟参考单元11并且实时监测输入时钟参考单元11的时钟脉冲，当没有监测到输入时钟参考单元11的时钟脉冲时，信号响应模块162向波形输出模块163传输高电平信号。强度判断模块161连接时钟参考单元11，强度判断模块161实时采集输入时钟参考单元11的时钟脉冲，强度判断模块161读取时钟脉冲的信号强度，将读取的信号强度与预设信号强度进行比较，当读取的信号强度小于预设信号强度时，强度判断模块161向信号响应模块162发出启动信号，信号响应模块162在接收到启动信号后向波形输出模块163传输高电平信号。
如图7和图8所示，波形存储模块164连接时钟参考单元11并且实时接收时钟参考单元11输出的时钟频率Vout1，波形存储模块164记录时钟频率Vout1的波形进行存储。波形输出模块163在接收到信号响应模块162输出的高电平信号后调用波形存储模块164最新存储的波形，并将波形传输给时钟参考单元11，时钟参考单元11根据接收的波形调整输出的时钟频率Vout1。
在时钟参考单元11没有接收到时钟脉冲或时钟脉冲较弱时，可能是由于外界GPS信号不好导致时钟参考单元11接收不到时钟脉冲，此时惯性保持单元16调用存储的时钟参考单元11之前输出的时钟脉冲的波形，时钟参考单元11根据惯性保持单元16输出的波形能够使自己输出的时钟频率保持稳定，使5G标准源高频晶振电路在GPS信号较弱的时候也能够继续工作。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种5G标准源高频晶振电路，包括晶振控制电路(1)，晶振控制电路(1)包括时钟参考单元(11)、高频晶振单元(13)、PLL环路控制单元(12)和惯性保持单元(16)，时钟参考单元(11)接收外界输入的时钟脉冲并输出低频的时钟频率Vout1，高频晶振单元(13)输出高频的时钟频率Vout2，PLL环路控制单元(12)通过时钟频率Vout1向高频晶振单元(13)输出控制信号PWM，并控制高频晶振单元(13)调整时钟频率Vout2，其特征在于：所述时钟参考单元(11)包括可编程全硅温度补偿振荡器(111)，可编程全硅温度补偿振荡器(111)接收外界输入的时钟脉冲并输出低频的时钟频率Vout1；
所述高频晶振单元(13)包括由石英晶体为主要组成成分的压控振荡器(131)，压控振荡器(131)输出高频的时钟频率Vout2；
所述惯性保持单元(16)连接时钟参考单元(11)，惯性保持单元(16)实时接收时钟参考单元(11)输出的时钟频率Vout1并记录时钟频率Vout1的波形，当时钟参考单元(11)没有接收到外界输入的时钟脉冲时，惯性保持单元(16)向时钟参考单元(11)传输存储的波形，时钟参考单元(11)根据接收的波形调整输出的时钟频率Vout1。
2.根据权利要求1所述的5G标准源高频晶振电路，其特征在于：晶振控制电路(1)还包括老化补偿单元(14)，所述老化补偿单元(14)连接时钟参考单元(11)，老化补偿单元(14)向时钟参考单元(11)传输老化补偿信号，老化补偿单元(14)输出由晶振控制电路(1)开始使用的时间起随时间变化不断增强老化补偿信号，老化补偿信号调整时钟参考单元(11)输出的时钟频率Vout1。
3.根据权利要求2所述的5G标准源高频晶振电路，其特征在于：所述老化补偿单元(14)包括压控温补振荡器(141)，压控温补振荡器(141)向可编程全硅温度补偿振荡器(111)传输老化补偿信号。
4.根据权利要求1所述的5G标准源高频晶振电路，其特征在于：晶振控制电路(1)还包括前置温度补偿单元(15)，所述前置温度补偿单元(15)连接时钟参考单元(11)，前置温度补偿单元(15)检测周围环境温度并根据环境温度向时钟参考单元(11)输出温度补偿信号，时钟参考单元(11)根据接收的温度补偿信号调整时钟频率Vout1。
5.根据权利要求4所述的5G标准源高频晶振电路，其特征在于：前置温度补偿单元(15)包括多个相互连接的温度补偿模块(151)，温度补偿模块(151)连接时钟参考单元(11)。
6.根据权利要求5所述的5G标准源高频晶振电路，其特征在于：每个温度补偿模块(151)均包括运算放大器(1511)，运算放大器(1511)的负向输入端电连接有热敏电阻(1512)，运算放大器(1511)的正向输入端电连接有可调电位器(1513)，运算放大器(1511)的输出端电连接于可编程全硅温度补偿振荡器(111)上。
7.根据权利要求1所述的5G标准源高频晶振电路，其特征在于：惯性保持单元(16)包括信号响应模块(162)、波形存储模块(164)和波形输出模块(163)；
所述信号响应模块(162)连接时钟参考单元(11)并且实时监测输入时钟参考单元(11)的时钟脉冲，当没有监测到输入时钟参考单元(11)的时钟脉冲时，信号响应模块(162)向波形输出模块(163)传输高电平信号；
所述波形存储模块(164)连接时钟参考单元(11)并且实时接收时钟参考单元(11)输出的时钟频率Vout1，波形存储模块(164)记录时钟频率Vout1的波形进行存储；
所述波形输出模块(163)在接收到信号响应模块(162)输出的高电平信号后调用波形存储模块(164)最新存储的波形，并将波形传输给时钟参考单元(11)，时钟参考单元(11)根据接收的波形调整输出的时钟频率Vout1。
8.根据权利要求7所述的5G标准源高频晶振电路，其特征在于：惯性保持单元(16)还包括强度判断模块(161)，所述强度判断模块(161)连接时钟参考单元(11)，强度判断模块(161)实时采集输入时钟参考单元(11)的时钟脉冲，强度判断模块(161)读取时钟脉冲的信号强度，将读取的信号强度与预设信号强度进行比较，当读取的信号强度小于预设信号强度时，强度判断模块(161)向信号响应模块(162)发出启动信号，信号响应模块(162)在接收到启动信号后向波形输出模块(163)传输高电平信号。
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