振荡频率偏移侦测方法以及振荡频率偏移侦测电路技术

一种振荡频率偏移侦测方法及其电路，该方法包括：接收具有振荡频率的振荡信号；根据该振荡信号来产生自混合信号；对该自混合信号进行分频来产生下变频自混合信号；求出该下变频自混合信号的特定频率范围内具有最大能量的下变频自混合频率；以及至少根据该振荡频率以及该下变频自混合频率来计算该振荡频率的频率偏移量。

【技术实现步骤摘要】
振荡频率偏移侦测方法以及振荡频率偏移侦测电路
本专利技术涉及一种振荡电路，尤其涉及一种振荡频率偏移侦测方法以及相关电路。
技术介绍
请参考图1，图1为晶体振荡器（crystal oscillator)所输出的振荡频率和相对 应的温度的曲线图。在温度变化的时候，该晶体振荡器所输出的该振荡频率也会有偏移的 现象。如图1所示，该振荡频率和该相对应温度的曲线会呈现S形，即S曲线。该振荡频率 的偏移现象会对电子装置造成影响，特别是某些对振荡器频率偏移要求极为严格的系统或 是应用，例如全球卫星定位系统（global positioning system, GPS)。 一种传统的补偿方法采用温度补偿型晶体振荡器（temperature compensated crystal oscillator, TCX0)以改善这个问题。温度补偿型晶体振荡器的原理是在生产时预 先量测出晶体振荡器的S曲线并将该S曲线储存于额外的芯片中，该芯片可依据该S曲线 来计算出反曲线并产生该反曲线的模型，且该反曲线可完全抵消该S曲线以补偿该晶体振 荡器原本的频率偏移，然而温度补偿型晶体振荡器的成本远高于一般的晶体振荡器，且该 芯片所储存的S曲线是固定的，因此随着使用次数与时间的增长，可能会由于某些因素造 成晶体振荡器的S曲线产生变化而造成该芯片无法准确地补偿，也就是说，传统的温度补 偿型晶体振荡器具有一定的寿命。另一种传统的补偿方法也需要预先量测出S曲线，然后 使用额外的数字电路来对其补偿，然而这种方式需要相当繁琐的控制机制，且亦存在寿命 的问题。 因此，需要一种创新的振荡频率偏移侦测机制，其可动态地计算晶体振荡器的频 率偏移而不需要预先测量该晶体振荡器的S曲线，之后，再根据所得到的频率偏移来对该 晶体振荡器进行补偿。
技术实现思路
本专利技术的一个目的为提供一种振荡频率偏移侦测的方法以及相关电路以解决上 述的问题。 本专利技术的一实施例公开一种振荡频率偏移侦测方法，包括：接收具有振荡频率的 振荡信号；根据该振荡信号来产生自混合信号；对该自混合信号进行分频来产生下变频自 混合信号；求出该下变频自混合信号的特定频率范围内具有最大能量的下变频自混合频 率；以及至少根据该振荡频率以及该下变频自混合频率来计算该振荡频率的频率偏移量。 本专利技术的另一实施例公开一种振荡频率偏移侦测电路，包括：自混合器，根据所接 收的具有振荡频率的振荡信号来产生自混合信号；以及分频电路，对该自混合信号进行分 频来产生下变频自混合信号；以及控制电路，求出该下变频自混合信号的特定频率范围内 具有最大能量的下变频自混合频率，至少根据该振荡频率以及该下变频自混合频率来计算 该振荡频率的频率偏移量。 根据上述的实施例，可以通过简单的电路来动态地侦测晶体振荡器的频率偏移并 加以补偿，以达到精准、低成本以及较长使用年限的目标。 【附图说明】 图1为晶体振荡器所输出的振荡频率和相对应的温度的曲线图。 图2为本专利技术振荡频率偏移侦测电路的示范性实施例的架构图。 图3为本专利技术振荡频率偏移补偿电路的示范性实施例的架构图。 图4为本专利技术振荡频率偏移侦测电路使用于信号收发电路的架构图。 图5为本专利技术振荡频率偏移侦测方法的示范性实施例的流程图。 图6为使用图4所示的信号收发电路的电子装置的示意图。 图7为本专利技术振荡频率偏移补偿的示范性实施例的流程图。 其中，附图标记说明如下： 200振荡频率偏移侦测电路 201数字模拟转换器 203、305、409 频率混合器 205自混合器 207分频电路 209增益放大器 210控制电路 211模拟数字转换器 213频率计算器 215运算电路 216晶体振荡器 217频率合成器 300振荡频率偏移补偿电路 400、601信号收发电路 401功率放大器 407低噪声放大器 413开关元件 600电子装置 602 天线 603温度传感器 605收发控制器 610信号收发模块 611储存装置 【具体实施方式】 在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术 人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的权利要 求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准 贝1J。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的包括为开放式的用语，故应解释成包 括但不限定于。另外，耦接一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文 中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通 过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。 请参考图2,图2为本专利技术振荡频率偏移侦测电路的第一示范性实施例的架构图。 本示范性实施例中，振荡频率偏移侦测电路200包括数字模拟转换器（digital-to-analog converter, DAC) 201、频率混合器（mixer) 203、自混合器 205、分频电路（frequency divider) 207、增益放大器（gain amplif ier) 209以及控制电路210,其中控制电路210包括 模拟数字转换器（analog-to-digital converter, ADC)211、频率计算器213以及运算电路 215。频率混合器203用来将振荡信号S。,。以及由数字模拟转换器201所转换出的具有输 入频率f in的输入信号Sin进行混合，来产生混合信号Smix，其中振荡信号S。,。具有振荡频率 f。％。接着，混合信号S mix传输到自混合器205 (例如使用耦合的方式），而自混合器205会 对混合信号Smix进行自混合以产生自混合信号Ssm，再通过具有分频因子N的分频电路207 来对自混合信号S sm进行分频，以产生下变频自混合信号Sd_，随后通过增益放大器209来 将下变频自混合信号S d_的振幅调整至适当的范围以避免后续的模拟数字转换器211发生 利用率不佳或是饱和（saturation)的情况，并输出增益放大信号S ga且经由模拟数字转换 器211的取样而从模拟定义域（analog domain)进入数字定义域（digital domain),最后 输出模拟数字转换器信号Sad。。接着利用频率计算器213来对模拟数字转换器信号S ad。进 行运算以求得特定频率范围内具有最大能量的下变频自混合频率fdc;sm，然后经由运算电路 215来至少依据下变频自混合频率f dc;sni、分频因子N以及振荡频率f；s。来求得频率偏移量 fs。其中，可以利用傅利叶转换（Fourier transformer)来对模拟数字转换器信号Sad。进 行运算以求得特定频率范围内具有最大能量的下变频自混合频率f dc;sm ;或是可以使用预先 设定好的多个频率来和模拟数字转换器信号Sad。进行模式相关（pattern correlation)运 算，以计算出该特定频率范围内具有最大能量的下变频自混合频率fdc;sni。然而应注意的是， 本专利技术并非受限于使用特定方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振荡频率偏移侦测方法，包括：接收具有振荡频率的振荡信号；根据该振荡信号来产生自混合信号；对该自混合信号进行分频来产生下变频自混合信号；求出该下变频自混合信号的特定频率范围内具有最大能量的下变频自混合频率；以及至少根据该振荡频率以及该下变频自混合频率来计算该振荡频率的频率偏移量。

【技术特征摘要】
1. 一种振荡频率偏移侦测方法，包括： 接收具有振荡频率的振荡信号； 根据该振荡信号来产生自混合信号； 对该自混合信号进行分频来产生下变频自混合信号； 求出该下变频自混合信号的特定频率范围内具有最大能量的下变频自混合频率；以及 至少根据该振荡频率以及该下变频自混合频率来计算该振荡频率的频率偏移量。2. 如权利要求1所述的振荡频率偏移侦测方法，另包括： 接收具有输入频率的输入信号； 其中根据该振荡信号来产生该自混合信号的步骤包括： 将该振荡信号以及该输入信号进行混合来产生混合信号，并对该混合信号进行自混合 以产生该自混合信号；以及 计算该频率偏移量的步骤包括： 根据该振荡频率、该输入频率以及该下变频自混合频率来计算出该频率偏移量。3. 如权利要求1所述的振荡频率偏移侦测方法，其中该振荡信号由晶体振荡器所产 生，以及该振荡频率偏移侦测方法另包括： 侦测该晶体振荡器的温度；以及 储存该频率偏移量与相对应的该温度。4. 如权利要求3所述的振荡频率偏移侦测方法，另包括： 当该晶体振荡器再一次工作于该温度时，直接使用所储存的该频率偏移量。5. 如权利要求1所述的振荡频率偏移侦测方法，其中求出该下变频自混合信号的该特 定频率范围内具有最大能量的该下变频自混合频率的步骤包括： 使该下变频自混合信号进入数字域；以及 计算该下变频自混合信号在特定频率范围内的具有最大能量的该下变频自混合频率。6. 如权利要求5所述的振荡频率偏移侦测方法，其中计算该下变频自混合信号的具有 最大能量的该下变频自混合频率的步骤包括： 对该下变频自混合信号进行傅利叶转换来计算特定频率范围内具有最大能量的该下 变频自混合频率。7. 如权利要求5所述的振荡频率偏移侦测方法，其中计算该下变频自混合信号的具有 最大能量的该下变频自混合频率的步骤另包括： 对该下变频自混合信号进行模式相关运算来计算特定频率范围内具有最大能量的该 下变频自混合频率。8. 如权利要求1所述之的振荡频率偏移侦测方法，其中该降频下变频自混合信号经由 以分频因子对该自混合信号进行分频所产生；以及计算该振荡频率的该频率偏移量的步骤 包括： 将该下变频自混合频率乘上该分频因子并除以2,并与该振荡频率比较来求得该频率 偏移量。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄铭崇，刘兴龙，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71