[发明专利]一种恒温晶体振荡器装置、设备及其频率补偿方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及晶体振荡器技术领域，尤其涉及一种恒温晶体振荡器装置、设备及其频率补偿方法。

背景技术

“频率-温度稳定度”是恒温晶体振荡器(Oven Controlled Crystal Oscillator,OCXO)中最重要的技术指标之一，然而当恒温晶体振荡器被设计出来后，很多时候“频率-温度稳定度”指标仍不满足应用的要求，不断提升该指标是晶振制造商和客户应用的长期目标，因此引入了温度补偿技术来提升OCXO的温度稳定度。

目前，常见的温度补偿方案如图1所示，图1为现有技术的恒温晶体振荡器系统的结构示意图。该振荡器系统包括：外壳10、设置在外壳10内的温度传感器11、微控制器12、数模转换器13、恒温槽14以及设置在恒温槽14中的恒温晶体振荡器15。温度传感器11设置在外壳10中，用于读取外壳10内的环境温度，传送至微控制器12(Microcontroller Unit，MCU)。在不同温度下，MCU12给出不同的补偿量给到数模转换器13(Digital to Analog Converter，DAC)，补偿量通过DAC13转换后给到OCXO15的VC(模拟电压控制端)，从而调节OCXO15的频率，起到补偿的作用。

但是由于技术指标的要求不断提升，该补偿方案就出现了瓶颈，原因在于：温度传感器的位置介于OCXO恒温槽与外壳之间，由于恒温槽的控温点需要高于工作环境温度，如OCXO要求工作在环境温度-40℃～85℃时，恒温槽的温度需要设置在90℃以上，而当OCXO工作在-40℃或85℃时，外壳、温度传感器和OCXO恒温槽这三者之间的温度梯度差值是不一样的。当OCXO工作在-40℃或85℃，同时外界环境的气流发生变化时，外壳、温度传感器和OCXO恒温槽这三者之间的温度梯度差值又会发生变化。如此，当在同一温度下，气流不一样时，温度传感器的梯度会发生变化，从而MCU给出的补偿量就会发生轻微的变化。虽然这种轻微的变化在OCXO的“频率-温度稳定度”技术指标要求较低的时候可以忽略，但是当OCXO的“频率-温度稳定度”技术指标要求小于这轻微的变化量，需要进一步提高的时候，该补偿方法就无法满足应用的要求。

发明内容

本发明提供一种恒温晶体振荡器装置、设备及其频率补偿方法，以实现恒温晶体振荡器频率的高精度补偿。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提供一种恒温晶体振荡器装置，包括恒温槽和微控制器，设置在恒温槽中的恒温晶体振荡器，其特征在于，还包括电流检测单元，其中：

所述电流检测单元与所述恒温晶体振荡器相连，用于获取恒温晶体振荡器的工作电流值，并提供给所述微控制器；

所述微控制器用于基于频率补偿规则，根据所述工作电流值确定对应的频率补偿量，并将所述频率补偿量输出给所述恒温晶体振荡器，以补偿输出频率。

进一步地，所述装置，还包括：

数模转换模块，与所述微控制器和恒温晶体振荡器相连，用于将所述频率补偿量转换成电信号，并输出到恒温晶体振荡器的模拟电压控制端，使得模拟电压控制端根据所述电信号调节输出频率。

进一步地，上述装置中：

恒温槽、恒温晶体振荡器、微控制器、电流检测单元和数模转换模块均设置在外壳内；或

恒温槽和恒温晶体振荡器设置在外壳外，微控制器、电流检测单元和数模转换模块设置在外壳内；或

电流检测单元、恒温槽和恒温晶体振荡器设置在第一外壳内，微控制器和数模转换模块设置在第二外壳内。

相应地，本发明实施例还提供一种具有恒温晶体振荡器的设备，包括上述第一方面所述的恒温晶体振荡器装置。

相应地，本发明实施例还提供一种恒温晶体振荡器装置的频率补偿方法，采用本发明任意实施例所提供的恒温晶体振荡器装置执行，所述方法包括：

所述电流检测单元获取恒温晶体振荡器的工作电流值，并提供给所述微控制器；

所述微控制器基于频率补偿规则，根据所述工作电流值确定对应的频率补偿量；

所述微控制器将所述频率补偿量输出给所述恒温晶体振荡器，以补偿输出频率。

进一步地，上述方法中，所述微控制器将所述频率补偿量输出给所述恒温晶体振荡器，以补偿输出频率包括：

所述微控制器将所述频率补偿量输出给所述数模转换模块；

所述数模转换模块将所述补偿量转换成电信号，并输出到恒温晶体振荡器的模拟电压控制端，使得模拟电压控制端根据所述电信号调节输出频率。

进一步地，所述方法，还包括：