[发明专利]用于时基的温度补偿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及由石英晶体振荡器驱动的时基的温度补偿，用于进行这样的补偿的方法和装置。 

晶体振荡器是使用振动的压电材料晶体的机械共振来产生具有非常精确的频率的电信号的电子电路。该频率用于不同的应用，例如记录时间或提供用于数字集成电路的稳定的时钟信号，以及稳定无线发射器的频率。 

当使用石英晶体时，其压电现象导致石英晶体的表现如同由电感器、电容器和电阻器组成的具有精确的共振频率的电路。可针对从几十千赫兹到几十兆赫兹的频率来制造这样的晶体振荡器。 

这样的振荡器的常见应用领域是手表、手机、计算机以及测试和测量设备，诸如计数器、信号发生器和示波器等。 

背景技术

在许多应用中使用32768Hz的音叉晶体。对由这样的32768Hz音叉晶体驱动的时基的温度补偿是已知的。音叉晶体一般被切割为使得其频率相对于温度是以25℃为中心的抛物线。这意味着音叉晶体振荡器在室温下靠近其目标频率共振、但是当温度从室温升高或降低时低于目标频率共振。32768Hz的音叉晶体的通用抛物线系数是-0.04ppm/℃²。 

根据US4,537,515，已知在来自浪琴(Longine)的产品(ConquestVHP)中实现了使用第二石英作为温度计并于1985年在市场上销售。 

近来提出了在电子芯片中使用集成的温度计进行热补偿。在“Journéed’étude 2002 de la SociétéSuisse de Chronométrie(SSC)”，RenéRappo，ETA S.A.期间，提出了名为“Mouvements àquartz adaptés aux nouveauxcritères COSC( officiel Suisse des Chronomètres)”的文章。该补偿利用从32768Hz到1Hz对计数电路的分频率的调节。在Breitling和Omega市场产品中应用了该解决方案。在第一种情况下在8分钟时段内， 在第二种情况下在四和十六分钟时段内，有一秒具有不同的持续时间，以便实现周期性表速率的精确平均。 

在这些已知的解决方案中，应用了根据CH 534 913已知的在分频器链中的脉冲抑制的原理。该原理要求在任何温度振荡器频率必须总是在32768Hz的理想频率以上。确实，该方法可仅减小平均速率。周期性地，秒周期中的一个周期将大于或等于其它周期。 

根据US 4,537,515的解决方案需要另外的组件，即石英温度计，这是个缺点。这增加了电子模块体积。而且，石英温度计不是标准组件且必须针对市场专门生产。 

另外，两个解决方案仅允许同时校正温度和偏移。这就不可能单独调节偏移率，因为温度补偿也会受到影响。 

COSC(“ officiel Suisse des Chronomètries”)是瑞士官方精密时计测试机构并包括对由要被授予官方精密时计状态的各个表制造商提交的运转装置进行实际测试的实验室。每个运转装置在三个不同的温度在五个位置被单独测试十五天。来自RenéRappo的上述文章提供了通过使用在不同温度加热的三个房间、在每个温度测量三个不同值并根据需要计算偏移和温度补偿来产生满足COSC要求的运转装置的方法。 

发明内容

本发明的目的是提供用于分别单独测量和控制偏移率和温度补偿的方法和装置。 

本发明的又一目的是提供用于产生满足COSC要求的运转装置的改进方法。 

本发明的又一目的是提供与表的COSC测试的现有技术仿真相比允许使用更不复杂的测量装备的改进方法。 

本发明的又一目的是提供一种改进方法，该方法提供了具有更简单的编程补偿方案的装置。 

本发明的目的是通过包括权利要求1或4的特征的方法和根据权利要求6的装置来实现的。 

用于由石英晶体振荡器驱动的时基的温度补偿的方法包括对温度具有线性频率依赖性的第二振荡器。该方法在由第二振荡器的预定数量的脉 冲给出的时间间隔期间针对至少三个不同的温度对石英晶体振荡器的脉冲进行计数。然后基于所述三个脉冲计数值来计算第二振荡器周期随温度的变化的函数。因此，可与任何偏移考虑无关地提供温度校正，且温度校正不依赖于三个不同温度的选择。