[发明专利]自拟合数字温度补偿晶体振荡器及其系统与实现方法

权利要求书

1.一种数字温补晶体振荡器的自拟合系统的自拟合实现方法，其中的自拟合系统包括：

电源装置（6），用于向系统各部分供电；

计算机管理中心（7），用于对系统的工作进行控制；

程控高低温箱（8），连接计算机管理中心（7），并通过计算机管理中心（7）的命令对工作环境温度进行控制；

若干生产测试单元（9），安装于程控高低温箱（8）内，每个生产测试单元（9）配设有若干自拟合数字温补晶体振荡器（10）；

其中的自拟合数字温度补偿晶体振荡器（10）包括：

稳压器（1），所述稳压器（1）连接电源输入端（VCC），用于向各个部分提供稳定的工作电压；

受补偿压控晶体振荡器（2），作为自拟合数字温度补偿晶体振荡器的受补偿对象及压控频率源，其压控端（Vc’）接收压控电压，并将处理后的信号从输出端（Out）输出；

温度传感器（3），用于检测自拟合数字温度补偿晶体振荡器的内部环境温度；

微控制器（4），分别连接受补偿压控晶体振荡器（2）、温度传感器（3），并通过单总线连接外部设备进行通讯，所述微控制器（4）作为产生温度频率补偿电压的控制中心，实时检测温度传感器（3）的温度，并实时输出给受补偿压控晶体振荡器（2）在当前温度下所需的温补频率校正数据；

以及压控合成电路（5），其输入端分别连接外部压控电压及微控制器（4）的输出端，输出端连接受补偿压控晶体振荡器（2）的压控端（Vc’），所述压控合成电路（5）用于合成外部压控输入电压与微控制器（4）提供的数字温补电压，并将合成后的压控电压输出至受补偿压控晶体振荡器（2）的压控端(Vc’)；

其特征在于，先由计算机管理中心（7）启动系统，初始化各项参数，校验参数是否符合要求，选择拟合测试，n个生产测试单元（9）接收到开始拟合测试指令后，保存校验通过的参数，n个生产测试单元（9）同时对m个自拟合数字温补晶体振荡器（10）进行故障检测并将检测结果上报，n个生产测试单元（9）同时将必要的参数下载到所对应的自拟合数字温度补偿晶体振荡器（10），自拟合数字温度补偿晶体振荡器（10）保存参数并触发启动自拟合流程，自拟合流程包括以下步骤：

a)  计算机管理中心（7）通过生产测试单元（9）设置自拟合数字温度补偿晶体振荡器（10）的目标频率F_o； 生产测试单元（9）测出自拟合数字温度补偿晶体振荡器(10)实时频率F_n，并将F_o、F_n通过单总线发送给自拟合数字温度补偿晶体振荡器；

b) 自拟合数字温度补偿晶体振荡器（10）通过其内的温度传感器(3)自测得到温度T_x；自拟合数字温度补偿晶体振荡器（10）内的微控制器（4）通过F₁与F_o的差值δF₁=F₁-F_o计算出当前温度T_x相对应的校正压控电压Vr₁=Vr₀+δF ₁×K，其中K为校正经验常数，针对不同型号晶体，由实验获得；微控制器（4）将V_r1加于受补偿压控晶体振荡器（2）的压控端（V_c’），并记录T_x、δF ₁、Vr₁；

c)  重复步骤b)，自拟合数字温度补偿晶体振荡器（10）计算并保存当前温度T_x对应的n组数据Vr_n、δF _n；

d)  循环步骤c)、d)，直到T_x变化；

e) 由于所有数据都是在温度T_x下测量的，压控电压Vr变化较小时，压控-频率变化δF是近似线性的，可近似为公式：

δF =a×Vr+b  (其中a、b为常数)；

微控制器（4）通过数据（Vr₁,δF ₁）~（Vr_n,δF _n），由最小二乘法得出系数a、b；当δF =0时，可计算出温度为T_x时的最佳校正压控电压；所以有：a×Vr_x+b =0，Vr_x=-b/a ；保存Vr_x与T_x到微控制器（4）内部的可自编程只读存储器；

f)  循环步骤c) ~　f)，直到得到-40℃~+85℃范围内所有温度点对应的校正压控电压；由于实际测得的T_x,Vr_x有限，自拟合数字温度补偿晶体振荡器（10）在实际补偿时对相邻补偿温度点进行最小二乘法曲线拟合，并在产品正常使用时进行压控插值补偿，以达到更高分辨率的温度校正；

g)  生产测试单元（9）触发自拟合数字温度补偿晶体振荡器（10）终止补偿拟合流程，并将数据上传至计算机管理中心（7）；

h) 计算机管理中心（7）根据需要读取数据，并通过程控高低温箱（8）启动高低温测试流程；

i)  温度测试完毕；

j)  完成自拟合步骤。

2.根据权利要求1所述数字温补晶体振荡器的自拟合系统的自拟合实现方法，其特征在于，步骤i）还包括：温度测试完毕后，计算机管理中心（7）给出生产测试报告，给出合格产品列表以及不合格产品处理意见报告。