[发明专利]非线性恒温晶体振荡器补偿电路

权利要求书

1.一种用于恒温晶体振荡器的补偿电路，所述恒温晶体振荡器用作保持模式下的锁相回路的基准，所述锁相回路在正常模式下被锁定至主基准，所述补偿电路包括：

温度传感器，所述温度传感器用于产生表示所述恒温晶体振荡器温度的温度信号；

时间计数器，所述时间计数器用于生成表示所述恒温晶体振荡器已被使用的时间的老化信号；

输入端，所述输入端响应于所述恒温晶体振荡器的频率漂移；

非线性函数模块，所述非线性函数模块用于生成经修改的老化信号，所述经修改的老化信号是所述老化信号的非线性函数；

第一卡尔曼滤波器，所述第一卡尔曼滤波器用于基于所述温度信号生成对所述频率漂移的估计；

第二卡尔曼滤波器，所述第二卡尔曼滤波器用于基于所述经修改的老化信号生成对所述频率漂移的估计；以及

组合和比较模块，所述组合和比较模块用于组合由所述第一卡尔曼滤波器和所述第二卡尔曼滤波器生成的所述估计，并将所述估计与所述频率漂移进行比较以产生误差信号，以便在正常模式下更新所述第一卡尔曼滤波器和所述第二卡尔曼滤波器，

所述第一卡尔曼滤波器和所述第二卡尔曼滤波器基于在正常模式下的所述锁相回路的操作期间获得的更新来生成误差信号以校正由于温度和老化效应引起的在保持模式期间的所述振荡器频率漂移。

2.根据权利要求1所述的补偿电路，其中所述第一卡尔曼滤波器和所述第二卡尔曼滤波器是线性卡尔曼滤波器。

3.根据权利要求1所述的补偿电路，其中所述非线性函数模块为对数模块。

4.根据权利要求3所述的补偿电路，其中所述第二卡尔曼滤波器具有存储以下形式的预测矩阵Φ_A的存储器：

其中D_L为D_Ln＝log t_n-log t_n-1，并且t_n表示时间间隔t的第n次迭代处的时间戳。

5.根据权利要求4所述的补偿电路，其中所述对数模块包括处理器，所述处理器通过迭代逼近方法来计算对数函数。

6.根据权利要求1所述的补偿电路，所述补偿电路还包括附加老化卡尔曼滤波器，所述附加老化卡尔曼滤波器通过线性电路耦接至所述时间计数器，所述附加老化卡尔曼滤波器可切换地耦接至所述老化卡尔曼滤波器以在满足预定条件时接替所述老化卡尔曼滤波器。

7.根据权利要求6所述的补偿电路，其中所述附加老化卡尔曼滤波器包括比较器，所述比较器在一个输入端接收来自所述附加卡尔曼滤波器的对观察到的频率漂移的估计，并且在另一个输入端接收来自所述第一提及的老化卡尔曼滤波器的对所述观察到的频率漂移的所述估计，以在第一状态下生成辅助误差信号来更新所述附加老化卡尔曼滤波器，并且在第二状态下生成所述第一提及的误差信号以输入至所述附加老化卡尔曼滤波器。

8.根据权利要求7所述的补偿电路，所述补偿电路包括第一开关，所述第一开关在所述第一状态下将由所述老化卡尔曼滤波器输出的所述估计耦接至所述比较和组合模块，并且在第二状态下将由所述附加老化卡尔曼滤波器输出的估计耦接至所述比较和组合模块；以及第二开关，所述第二开关在所述第一状态下将所述辅助误差信号耦接至所述老化卡尔曼滤波器，并且在所述第二状态下将所述第一提及的误差信号耦接至所述附加老化卡尔曼滤波器。

9.根据权利要求8所述的补偿电路，其中所述第一开关和所述第二开关被配置为随着频率与使用年限之间的关系接近线性度而从所述第一状态改变至所述第二状态。

10.根据权利要求8所述的补偿电路，其中所述第一开关和所述第二开关被配置为当DL的模量降至低于预先确定的值时从所述第一状态改变至所述第二状态，其中D_L为D_Ln＝logt_n-log t_n-1，并且t_n表示第n次迭代处的时间戳。