共用參考晶體系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開涉及共用參考晶體系統(tǒng)，其中，通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式包括晶體振蕩器，被配置為輸出參考時(shí)鐘；蜂窩射頻（RF）以及基帶鎖相環(huán)，被配置為在蜂窩模塊內(nèi)接收參考時(shí)鐘并且在操作蜂窩模塊的期間，補(bǔ)償所接收的蜂窩下行鏈路信號(hào)和蜂窩本地振蕩器信號(hào)之間的所計(jì)算的頻率誤差；全球定位系統(tǒng)（GPS）頻率補(bǔ)償電路，被配置為在GPS模塊內(nèi)接收參考時(shí)鐘并且在操作GPS模塊的期間補(bǔ)償所計(jì)算的頻率誤差；以及溫度感測(cè)電路，包括多個(gè)感測(cè)電阻器，并且被配置為輸出與轉(zhuǎn)換為頻率偏移的參考晶體的溫度對(duì)應(yīng)的信號(hào)，其中，（GPS）頻率補(bǔ)償電路被配置為偏置頻率偏移并且輸出溫度補(bǔ)償?shù)男盘?hào)，以滿足GPS時(shí)鐘頻率要求。
【專利說明】共用參考晶體系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體上涉及用于共集成通信系統(tǒng)和獨(dú)立系統(tǒng)的參考晶體振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，蜂窩通信解決方案已經(jīng)轉(zhuǎn)換成成本更低的未補(bǔ)償?shù)氖弘娋w解決方案。然而，由于GPS系統(tǒng)嚴(yán)格的最大頻率轉(zhuǎn)換速度和最大的頻率步進(jìn)變化要求，所以這些低成本(晶體)蜂窩解決方案不能本質(zhì)地轉(zhuǎn)換成單個(gè)移動(dòng)平臺(tái)內(nèi)的蜂窩和全球定位系統(tǒng)(GPS)的系統(tǒng)所共用和共享的低成本(未補(bǔ)償?shù)?晶體解決方案。在現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式中，GPS系統(tǒng)嚴(yán)格的最大頻率轉(zhuǎn)換速度和最大的頻率步進(jìn)變化要求通常需要包含溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(也稱為TCX0)，以用作GPS系統(tǒng)的參考振蕩器。該TCXO要求通常適用于獨(dú)立式GPS系統(tǒng)和共集成GPS和蜂窩系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本公開提供了一種系統(tǒng)，包括:未補(bǔ)償?shù)木w諧振器，被配置為將頻率源提供給晶體振蕩器；溫度傳感器，其電阻通過基本上可重復(fù)并且可預(yù)測(cè)的方式作為溫度的函數(shù)而變化，并且被配置為測(cè)量當(dāng)前溫度；晶體振蕩器，被配置為為蜂窩模塊和全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊輸出參考時(shí)鐘頻率信號(hào)；可編程蜂窩射頻(RF)鎖相環(huán)，被配置為在蜂窩模塊內(nèi)接收晶體振蕩器的參考時(shí)鐘信號(hào)，并且在蜂窩模塊的操作期間，補(bǔ)償蜂窩接收的下行鏈路信號(hào)和蜂窩本地振蕩器(LO)信號(hào)之間的所計(jì)算的頻率誤差；可編程蜂窩基帶數(shù)字鎖相環(huán)，被配置為根據(jù)所計(jì)算的頻率誤差生成補(bǔ)償時(shí)鐘，用于基帶頻率信號(hào)發(fā)送；可編程GPS RF鎖相環(huán)和可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器，被配置為接收參考時(shí)鐘信號(hào)并且能夠接收與所估計(jì)的頻率誤差對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘頻率誤差估計(jì)信號(hào)，并且通過從GPS RF鎖相環(huán)和可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器的輸出信號(hào)中基本上消除所估計(jì)的頻率誤差的影響的方式，補(bǔ)償輸出信號(hào)；溫度感測(cè)電路，被配置為輸出與由溫度傳感器表示的當(dāng)前溫度基本上成比例的信號(hào)；分析溫度傳感器模型，被配置為接收溫度感測(cè)電路的輸出信號(hào)并且將溫度感測(cè)電路的輸出信號(hào)映射到溫度傳感器電阻估計(jì)，并且進(jìn)一步將溫度傳感器電阻估計(jì)轉(zhuǎn)換為晶體諧振器參考振蕩器溫度估計(jì)；分析晶體參考振蕩器頻率偏移對(duì)溫度模型，被配置為接收分析溫度傳感器模型的溫度傳感器電阻估計(jì)，并且通過根據(jù)校準(zhǔn)的溫度-頻率(temperature-to-frequency)特性曲線的晶體諧振器溫度和參考振蕩器頻率偏移之間的一對(duì)一映射，將溫度傳感器電阻估計(jì)轉(zhuǎn)換為頻率偏移估計(jì)，其中，可編程GPS RF鎖相環(huán)、可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器、或這兩者的組合進(jìn)一步被配置為接收頻率偏移估計(jì)，并且通過從GPS RF鎖相環(huán)和可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器的輸出信號(hào)中基本上消除所估計(jì)的頻率誤差的影響的方式，補(bǔ)償輸出信號(hào)的頻率、輸出信號(hào)的相位或者這兩者的組合，從而允許GPS RF鎖相環(huán)、GPS基帶數(shù)字控制振蕩器、或這兩者的組合輸出基本上進(jìn)行溫度補(bǔ)償了的頻率信號(hào)，以精確地處理所接收的衛(wèi)星GPS信號(hào)，其中，溫度感測(cè)電路包括電阻分壓器電路、運(yùn)算放大器、反饋電阻器、電壓偏移電阻器、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其中，電阻分壓器電路進(jìn)一步由溫度傳感器電阻元件和多個(gè)開關(guān)感測(cè)電阻器構(gòu)成。
[0004]優(yōu)選地，晶體振蕩器對(duì)于蜂窩模塊、GPS模塊以及溫度感測(cè)電路自由運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0005]優(yōu)選地，晶體振蕩器包括數(shù)字控制晶體振蕩器(DCX0)，被配置為接收參考時(shí)鐘信號(hào)并且在GPS模塊的操作期間，補(bǔ)償參考時(shí)鐘信號(hào)中的頻率誤差，其中，頻率誤差包括溫度漂移的誤差。
[0006]優(yōu)選地，溫度感測(cè)電路通過單端實(shí)現(xiàn)方式來實(shí)現(xiàn)。
[0007]優(yōu)選地，溫度感測(cè)電路通過差動(dòng)實(shí)現(xiàn)方式來實(shí)現(xiàn)。
[0008]優(yōu)選地，溫度傳感器包括與未補(bǔ)償?shù)木w諧振器集成的熱敏電阻。
[0009]優(yōu)選地，溫度感測(cè)電路集成在GPS模塊內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，溫度感測(cè)電路集成在具有蜂窩GPS組合系統(tǒng)的集成芯片上。
[0011]優(yōu)選地，溫度感測(cè)電路位于GPS模塊或集成芯片上的蜂窩GPS組合系統(tǒng)的外部。
[0012]優(yōu)選地，溫度感測(cè)電路包括多個(gè)感測(cè)電阻器，每個(gè)感測(cè)電阻器被設(shè)計(jì)成覆蓋從-30° C到85° C的子集溫度區(qū)域。
[0013]優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括:曲線擬合的多個(gè)區(qū)段，用于將晶體頻率偏移對(duì)溫度與對(duì)應(yīng)于整個(gè)操作溫度范圍上的子集的每個(gè)區(qū)段擬合。
[0014]優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括:頻率測(cè)量模塊，被配置為將晶體頻率偏移與對(duì)應(yīng)于溫度測(cè)量的子集的多組多項(xiàng)式系數(shù)擬合，其中，非室溫多項(xiàng)式系數(shù)源自室溫多項(xiàng)式系數(shù)。
[0015]優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括:頻率測(cè)量模塊，被配置為將晶體頻率偏移與對(duì)應(yīng)于溫度測(cè)量的子集的多組多項(xiàng)式系數(shù)擬合，其中，多項(xiàng)式系數(shù)取決于溫度。
[0016]本公開還提供了一種系統(tǒng)，包括:未補(bǔ)償?shù)木w諧振器，被配置為將頻率源提供給晶體振蕩器；溫度傳感器，其電阻通過基本上可重復(fù)并且可預(yù)測(cè)的方式作為溫度的函數(shù)而變化，并且被配置為測(cè)量當(dāng)前溫度；晶體振蕩器，被配置為為全球定位系統(tǒng)(GPS)輸出參考時(shí)鐘頻率信號(hào)；可編程GPS射頻(RF)鎖相環(huán)和可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器，被配置為接收參考時(shí)鐘頻率信號(hào)并且能夠接收參考時(shí)鐘頻率誤差估計(jì)信號(hào)，并且通過從GPS RF鎖相環(huán)和可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器的輸出信號(hào)中基本上消除所估計(jì)的頻率誤差的影響的方式，補(bǔ)償輸出信號(hào)；溫度感測(cè)電路，被配置為輸出與由溫度傳感器表示的當(dāng)前溫度基本上成比例的信號(hào)；分析溫度傳感器模型，被配置為接收溫度感測(cè)電路的輸出信號(hào)并且將溫度感測(cè)電路的輸出信號(hào)映射到溫度傳感器電阻估計(jì)，并且進(jìn)一步將溫度傳感器電阻估計(jì)轉(zhuǎn)換為晶體諧振器參考振蕩器溫度估計(jì)；分析晶體參考振蕩器頻率偏移對(duì)溫度模型，被配置為接收分析溫度傳感器模型的溫度傳感器電阻估計(jì)，并且通過根據(jù)校準(zhǔn)的溫度-頻率特性曲線的晶體諧振器的溫度和晶體振蕩器的頻率偏移之間的一對(duì)一映射，將溫度傳感器電阻估計(jì)轉(zhuǎn)換為頻率偏移估計(jì)，其中，可編程全球定位系統(tǒng)(GPS) RF鎖相環(huán)、可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器、或這兩者的組合進(jìn)一步被配置為接收頻率偏移估計(jì)，并且通過從GPS RF鎖相環(huán)和可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器的輸出信號(hào)中基本上消除所估計(jì)的頻率誤差的影響的方式，補(bǔ)償輸出信號(hào)的頻率、輸出信號(hào)的相位或者這兩者的組合，從而允許GPS RF鎖相環(huán)、GPS基帶數(shù)字控制振蕩器、或這兩者的組合輸出基本上進(jìn)行溫度補(bǔ)償了的頻率信號(hào)，以精確地處理所接收的衛(wèi)星GPS信號(hào)，其中，溫度感測(cè)電路包括電阻分壓器電路、運(yùn)算放大器、反饋電阻器、電壓偏移電阻器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其中，電阻分壓器電路進(jìn)一步由溫度傳感器電阻元件和多個(gè)開關(guān)感測(cè)電阻器構(gòu)成。[0017]本公開還提供了一種方法，包括:在蜂窩模塊中耦合晶體振蕩器和未補(bǔ)償?shù)木w諧振器；在蜂窩模塊內(nèi)從晶體振蕩器接收參考信號(hào)；由蜂窩射頻(RF)鎖相環(huán)和蜂窩基帶PLL在蜂窩模塊的操作期間補(bǔ)償所接收的蜂窩下行鏈路信號(hào)和蜂窩本地振蕩器信號(hào)之間的所計(jì)算的頻率誤差；在全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊內(nèi)從晶體振蕩器接收參考信號(hào)；由溫度感測(cè)電路輸出與當(dāng)前溫度基本上成比例的信號(hào)；以及由GPS RF鎖相環(huán)、GPS基帶數(shù)字控制振蕩器、或者這兩者的組合在GPS模塊的操作期間，根據(jù)溫度感測(cè)電路輸出和校準(zhǔn)的溫度頻率特性曲線，在整個(gè)操作溫度區(qū)域上補(bǔ)償由于溫度漂移所造成的所計(jì)算的頻率誤差。
[0018]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:通過分壓器，將熱敏電阻器的溫度轉(zhuǎn)換成電壓，其中，分壓器包括電阻器陣列，其具有將每個(gè)電阻器控制在打開或關(guān)閉狀態(tài)的開關(guān)，從而分壓器與處于關(guān)閉狀態(tài)的任何電阻器連接，其中，在相應(yīng)的從-30° C到85° C的子溫度區(qū)域內(nèi)，優(yōu)化陣列中的電阻器的電阻值，其中，分配每個(gè)開關(guān)點(diǎn)的溫度的最小重疊，以確保在工廠校準(zhǔn)之后，在最差的處理差異和不確定性的情況下，在兩個(gè)相鄰的溫度區(qū)域之間沒有溫度間隙。
[0019]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:通過溫度感測(cè)電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將感測(cè)電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字讀數(shù)。
[0020]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:對(duì)于溫度感測(cè)電路，將串聯(lián)電阻值RS和熱敏電阻正常電阻值RN的比率調(diào)諧成特定的目標(biāo)值；以及對(duì)于溫度感測(cè)電路，使用定序器為電阻器陣列內(nèi)的所有電阻器調(diào)諧串聯(lián)電阻和測(cè)量，以減少校準(zhǔn)時(shí)間。
[0021]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:根據(jù)一小組代表性晶體樣品，表征擬合為溫度的函數(shù)的溫度-頻率曲線中的多項(xiàng)式；將-30° C到85° C的溫度上晶體諧振器的頻率偏移擬合成具有以上依賴于溫度的多項(xiàng)式系數(shù)的模型。
[0022]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:根據(jù)一小組代表性晶體樣品，表征低溫的溫度-頻率曲線擬合系數(shù)和室溫的溫度-頻率曲線擬合系數(shù)之間的關(guān)系；表征高溫的溫度-頻率曲線擬合系數(shù)和室溫的溫度-頻率曲線擬合系數(shù)之間的關(guān)系；在工廠校準(zhǔn)的期間，根據(jù)一組頻率溫度測(cè)量，提取室溫的溫度-頻率曲線擬合系數(shù)；根據(jù)通過分析一小組代表性晶體樣品所獲得的室溫系數(shù)和特性(表征)關(guān)系，計(jì)算低溫和高溫的溫度-頻率擬合系數(shù)；以及將溫度上的晶體諧振器的晶體頻率偏移擬合成具有多個(gè)多項(xiàng)式區(qū)段的模型，其中每個(gè)區(qū)段與從-30° C到85° C的子溫度區(qū)域?qū)?yīng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]參照以下附圖，可更好地理解本公開的多個(gè)方面。附圖中的部件不必按比例繪出，而重點(diǎn)在于清晰地示出本公開的原理。而且，在圖中，相似的參考數(shù)字表示這幾幅圖中相應(yīng)的部分。
[0024]圖1是示出了示例性系統(tǒng)的高級(jí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)示圖，其中，共集成蜂窩和GPS系統(tǒng)對(duì)于它們各自的基于晶體諧振器的參考振蕩器使用單獨(dú)的晶體；
[0025]圖2是示出了根據(jù)本公開的蜂窩和GPS系統(tǒng)之間的共集成(或共享)參考晶體振蕩器系統(tǒng)的實(shí)施方式的高級(jí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)示圖；
[0026]圖3是與圖2的共享晶體振蕩器系統(tǒng)相關(guān)的溫度感測(cè)電路的示例性實(shí)施方式的硬件配置的示圖；[0027]圖4是包含與圖2的共享晶體振蕩器系統(tǒng)相關(guān)的差動(dòng)分壓器設(shè)計(jì)的溫度感測(cè)電路的示例性實(shí)施方式的硬件配置的示圖；
[0028]圖5是示出了在傳統(tǒng)的單感測(cè)/偏置電阻器設(shè)計(jì)和根據(jù)本公開的實(shí)施方式的多感測(cè)/偏置電阻器設(shè)計(jì)之間比較關(guān)于溫度的溫度感測(cè)電路分壓器靈敏度的示圖；
[0029]圖6是示出了在傳統(tǒng)的單感測(cè)/偏置電阻器設(shè)計(jì)和根據(jù)本公開的實(shí)施方式的多感測(cè)/偏置電阻器設(shè)計(jì)之間比較關(guān)于溫度的溫度感測(cè)電路SNR (信噪比)的示圖；
[0030]圖7是示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的開關(guān)多傳感器/偏置電阻器設(shè)計(jì)的示圖，該設(shè)計(jì)對(duì)于感測(cè)電阻器具有未調(diào)諧的電阻值；
[0031]圖8是示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的用于電阻器調(diào)諧的技術(shù)的示圖；
[0032]圖9是示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的開關(guān)多傳感器/偏置電阻器設(shè)計(jì)的示圖，該設(shè)計(jì)對(duì)于感測(cè)/偏置電阻器具有調(diào)諧的電阻值；
[0033]圖10是示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的示例性配置的實(shí)施方式的示圖，該示例性配置用于校準(zhǔn)溫度感測(cè)電路的增益和偏置；
[0034]圖11是比較溫度-頻率曲線擬合和傳統(tǒng)的單區(qū)段模型對(duì)根據(jù)本公開實(shí)施方式的多區(qū)段模型的頻率誤差的轉(zhuǎn)換的示圖；
[0035]圖12至圖14是根據(jù)本公開的用于共享晶體諧振器的方法的各種實(shí)施方式的流程圖；
[0036]圖15是示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的包括共集成參考晶體振蕩器系統(tǒng)的示例性通信裝置的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]在本文中公開了某些實(shí)施方式，它們包括參考晶體振蕩器系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，在整個(gè)系統(tǒng)中使用單晶體振蕩器，其中，單晶體振蕩器102 (圖2)專用于獨(dú)立式GPS系統(tǒng)或其他獨(dú)立式頻率敏感系統(tǒng)。在其他實(shí)施方式中，根據(jù)具體情況，共集成的蜂窩系統(tǒng)101和GPS系統(tǒng)108共享單晶體振蕩器102 (圖2)。
[0038]在示例性實(shí)施方式中，單晶體振蕩器102本質(zhì)上并非補(bǔ)償(例如，非TCX0、壓控溫度補(bǔ)償晶體振蕩器-VCTCX0，也不是數(shù)字控制晶體振蕩器(DCXO))型晶體振蕩器。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，晶體振蕩器102包括未補(bǔ)償?shù)木w諧振器和外部溫度傳感器(例如，熱敏電阻)105或共集成(基于熱敏電阻器的)熱感測(cè)未補(bǔ)償?shù)木w振蕩器(TSX)。而且，在一些實(shí)施方式中，溫度感測(cè)和補(bǔ)償電路或模塊120、122 (其可位于GPS系統(tǒng)或模塊108的外部或者與GPS系統(tǒng)108相集成)(例如，作為集成半導(dǎo)體芯片或電路的一部分)補(bǔ)償由于GPS系統(tǒng)108內(nèi)的晶體溫度漂移所導(dǎo)致的所計(jì)算的頻率誤差。
[0039]在各種實(shí)施方式中，允許晶體振蕩器102對(duì)于蜂窩系統(tǒng)101 (例如，蜂窩基帶系統(tǒng)或C-BB106、蜂窩RF系統(tǒng)或C-RF104等)自由運(yùn)轉(zhuǎn)(run free)(即，未向其施加任何校正信號(hào))。為了蜂窩的目的，C-BB106計(jì)算所接收的下行鏈路蜂窩信號(hào)和蜂窩RF系統(tǒng)的本地振蕩器(LO)頻率之間的頻率誤差以及源自頻率誤差的定時(shí)誤差。然后，分別在蜂窩Rx PLL (接收器鎖相環(huán))112和C-BB的DPLL (數(shù)字PLL) 110中補(bǔ)償這些誤差。這就允許C-BB的晶體振蕩器電路(晶體諧振器102&晶體振蕩器(XO) 103)不受到干擾地運(yùn)行，這用于C-RF系統(tǒng)104，且也被緩沖并與GPS解決方案或系統(tǒng)108共享。并行地，GPS解決方案108使用熱鄰近晶體諧振器102并且包括溫度感測(cè)電路122的溫度傳感器(例如，熱敏電阻)105以及溫度-頻率補(bǔ)償軟件120，該溫度-頻率補(bǔ)償軟件用于補(bǔ)償GPS Rx PLLl 14或GPS BB數(shù)字控制振蕩器(NC0)105或者兩者內(nèi)的溫度漂移所造成的任何頻率誤差，從而溫度補(bǔ)償?shù)腉PS系統(tǒng)時(shí)鐘可滿足上述嚴(yán)格的要求。
[0040]溫度-頻率補(bǔ)償軟件120的實(shí)施方式包含溫度轉(zhuǎn)換軟件模塊123和溫度-頻率轉(zhuǎn)換模塊124。在各種實(shí)施方式中，溫度轉(zhuǎn)換軟件模塊123可進(jìn)行電壓-溫度轉(zhuǎn)換、電流-溫度轉(zhuǎn)換、或電阻-溫度轉(zhuǎn)換。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，溫度轉(zhuǎn)換軟件模塊123將溫度感測(cè)電路的輸出電壓(或電流模式實(shí)現(xiàn)方式中的電流)轉(zhuǎn)換成特定的溫度。
[0041]這種電壓/電流/電阻到溫度轉(zhuǎn)換考慮了熱敏電阻器的電阻對(duì)(versus)溫度特性，其中，溫度感測(cè)電路的轉(zhuǎn)移功能包括電源電壓、增益、電壓(電流或電阻)偏移、分壓器比率等，后文中會(huì)進(jìn)行討論。此外，溫度-頻率轉(zhuǎn)換模塊124的實(shí)施方式將模塊123所提供的溫度估計(jì)轉(zhuǎn)換成頻率偏移估計(jì)，其中，頻率偏移為通常由三階多項(xiàng)式建模(后文中也會(huì)進(jìn)行詳細(xì)討論)的基于石英晶體諧振器的參考諧振器頻率對(duì)溫度特性的結(jié)果。在一些實(shí)施方式中，模塊123和124可組合成一個(gè)模塊。
[0042]相反，在圖1的示例性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)，蜂窩參考振蕩器電路131&133通常獨(dú)立于GPS系統(tǒng)的參考振蕩器 電路134并且與其分離。尤其地，圖1示出了示例性系統(tǒng)的高級(jí)結(jié)構(gòu)，其中，共集成蜂窩和GPS系統(tǒng)對(duì)于它們各自的基于晶體諧振器的參考振蕩器使用單獨(dú)的晶體。在該圖中，蜂窩系統(tǒng)的晶體133為低成本的晶體，其與集成的DCXO耦合，并且GPS系統(tǒng)的晶體134為TCXO。
[0043]而且，GPS系統(tǒng)的TCX0134通常定制成滿足上述GPS系統(tǒng)嚴(yán)格的最大頻率轉(zhuǎn)換速度和最大頻率步進(jìn)變化要求。對(duì)于針對(duì)GPS系統(tǒng)定制的TCX0，三個(gè)基于GPS定制的TCXO的參考振蕩器的關(guān)鍵性能規(guī)格為:
[0044]連續(xù)的頻率輸出；
[0045]最大的絕對(duì)頻率偏移；以及
[0046]最大的每攝氏度的頻率偏移。
[0047]為了示例性的目標(biāo)，規(guī)定最后兩個(gè)性能規(guī)格的值分別為2ppm和20ppb/° C。這些規(guī)定的值通常與圖1的系統(tǒng)示圖所描述的值一致，但是并非旨在限制本公開對(duì)產(chǎn)品的適用性，在這些產(chǎn)品中，相應(yīng)的實(shí)際規(guī)格與上面所規(guī)定的的示例性值相同或大致基本上相同。
[0048]此外，所有物理系統(tǒng)(其為獨(dú)立式GPS、共集成的GPS和蜂窩通信系統(tǒng)等)具有最大規(guī)定的內(nèi)部散熱，其與移動(dòng)通信系統(tǒng)的周圍環(huán)境溫度相結(jié)合，會(huì)造成系統(tǒng)內(nèi)的部件溫度作為時(shí)間的函數(shù)而變化。在本公開中特別關(guān)注的是石英晶體諧振器部件的溫度變化的最大和最小速率。為了示例性的目的，將該最大/最小晶體諧振器溫度變化率規(guī)定為±1/2° C/秒。因此，在這些示例性規(guī)定的條件下，GPS系統(tǒng)的基于晶體諧振器的參考振蕩器的輸出頻率變化的速度不超過IOppb/秒。
[0049]因此，如果基于晶體諧振器的參考振蕩器的輸出頻率與其理想的目標(biāo)(頻率)值的差值不超過2ppm，并且參考振蕩器輸出頻率變化對(duì)溫度的速率不超過20ppb/° C，那么根據(jù)上述規(guī)定的示例性性能規(guī)格集成在使用TCXO參考振蕩器134的GPS系統(tǒng)內(nèi)的適用電路和算法136能夠滿足它們的GPS系統(tǒng)性能要求。對(duì)應(yīng)地，如果基于晶體諧振器的參考振蕩器的輸出頻率與其理想的目標(biāo)(頻率)值的差值不超過2ppm，并且參考振蕩器輸出頻率變化與時(shí)間的速率不超過IOppb/秒，那么通過也包含上述示例性規(guī)定的溫度變化的晶體諧振器最大/最小時(shí)間變化率(±1/2° C/秒)，根據(jù)上述規(guī)定的示例性性能規(guī)格集成在使用TCXO參考振蕩器134的GPS系統(tǒng)內(nèi)的電路和算法136也能夠滿足它們的GPS系統(tǒng)性能要求。
[0050]在后文中，在本公開中，在指明GPS系統(tǒng)參考振湯器的最大絕對(duì)輸出頻率偏移或GPS系統(tǒng)參考振蕩器的最大輸出頻率偏移速率時(shí)，在不限制本公開的范圍的情況下，可使用這些規(guī)定的示例性值(2ppm和IOppb/秒)，以僅僅適用于2ppm和IOppb/秒實(shí)際上為系統(tǒng)的指定最大值的系統(tǒng)中。而且，根據(jù)本公開，任何所公開的算法(例如，算法136)可實(shí)現(xiàn)為并且涵蓋軟件、固件和/或硬件。
[0051]因此，同樣，如果本公開的上述復(fù)合的溫度感測(cè)電路122和溫度-頻率補(bǔ)償軟件120正確地進(jìn)行估計(jì)(相對(duì)于理想的固定和連續(xù)目標(biāo)頻率參考)，那么基于未補(bǔ)償?shù)木w諧振器的參考諧振器的頻率輸出(以充足的速率并且充分精確地進(jìn)行取樣，從而在取樣間隔的期間的真實(shí)頻率偏移和在取樣間隔的期間所估計(jì)的頻率偏差之間的總誤差)不超過先前規(guī)定的示例性3ppb最大值。換言之，在用作補(bǔ)償信號(hào)時(shí)，在真實(shí)的和估計(jì)的頻率偏移之間的不同樣品之間的誤差等同于經(jīng)補(bǔ)償?shù)念l率輸出中的不連續(xù)性，其為在取樣率對(duì)于頻率輸出的時(shí)間變化率不足時(shí)的補(bǔ)償信號(hào)。
[0052]此外，在溫度-頻率補(bǔ)償?shù)腉PS參考頻率和上述理想的固定&連續(xù)的目標(biāo)頻率之間的基于未補(bǔ)償?shù)木w諧振器的參考振蕩器的最大絕對(duì)頻率偏移不超過2ppm。而且，在溫度-頻率補(bǔ)償?shù)腉PS參考頻率和上述理想的固定&連續(xù)的目標(biāo)頻率之間每秒的最大表觀頻率漂移不超過IOppb/秒。
[0053]然后，在這些約束條件下，在實(shí)際上由復(fù)合的溫度感測(cè)電路122和溫度-頻率補(bǔ)償軟件120補(bǔ)償基于未補(bǔ)償?shù)木w諧振器的參考振蕩器(位于晶體部件的外部)時(shí)，無需進(jìn)行大幅修改，集成在現(xiàn)有技術(shù)的GPS系統(tǒng)內(nèi)的電路和算法136也能夠滿足所有上述GPS系統(tǒng)性能要求。
[0054]剛剛提出的評(píng)論并非旨在限制本公開的對(duì)系統(tǒng)的適用性:該GPS電路和算法看上去與現(xiàn)有技術(shù)的GPS系統(tǒng)的GPS電路和算法相似，相反，其旨在闡述本公開的部件可容易地集成到GPS系統(tǒng)內(nèi)，從而不需要基于TCXO的GPS系統(tǒng)參考振蕩器134。如上所述，本公開的各種實(shí)施方式可利用外部熱敏電阻或與晶體諧振器102集成(結(jié)合)的熱敏電阻105。此夕卜，在本文中描述為本公開的一部分的溫度感測(cè)電路122可包括(開關(guān))感測(cè)/偏置電阻器陣列、偏移電阻器(U、反饋電阻器、運(yùn)算放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路以及軟件或硬件邏輯，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行補(bǔ)償算法。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在共享晶體諧振器(例如，TSX) 102時(shí)，C-BB106的實(shí)施方式計(jì)算所接收的蜂窩下行鏈路信號(hào)和蜂窩LO頻率之間的頻率誤差以及源自頻率誤差的定時(shí)誤差。然后C-BB106分別補(bǔ)償蜂窩RX PLL(接收器鎖相環(huán))112和C-BB的DPLL (數(shù)字PLL) 110中的這些誤差。
[0055]可以蜂窩、GPS、或共集成蜂窩GPS組合式芯片實(shí)現(xiàn)的溫度感測(cè)電路122和溫度-頻率補(bǔ)償軟件120的實(shí)施方式并行地補(bǔ)償與晶體諧振器(例如，TSX)102耦合的晶體振蕩器103 (例如，DCX0)內(nèi)的溫度漂移所造成的任何頻率誤差。晶體振蕩器103中的緩沖時(shí)鐘然后可用作GPS系統(tǒng)108的參考時(shí)鐘。在蜂窩和GPS系統(tǒng)之間共享的晶體102的該實(shí)施方式中，晶體諧振器102及其耦合的晶體振蕩器103沒有蜂窩系統(tǒng)101的頻率變化；然而，通過由溫度感測(cè)電路122的實(shí)施方式與晶體諧振器102耦合的晶體振蕩器103，補(bǔ)償參考頻率，以估計(jì)晶體諧振器的溫度漂移。
[0056]溫度感測(cè)電路122的實(shí)施方式可通過晶體振蕩器頻率輸出連續(xù)高達(dá)大約Ι-ppb分辨率的方式，估計(jì)溫度漂移，晶體振蕩器頻率輸出的最大絕對(duì)頻率偏差小于先前規(guī)定的示例性2ppm，并且晶體諧振器頻率輸出的最大頻率漂移小于先前規(guī)定的示例性IOppb/秒。在本文中所描述的各種實(shí)施方式中，假設(shè)在工廠校準(zhǔn)并且在最初的蜂窩和GPS通電階段補(bǔ)償在室溫下基于晶體諧振器的振蕩器的部分之間的頻率變化。
[0057]圖2是示出了用于共享的參考晶體振蕩器系統(tǒng)的實(shí)施方式的高級(jí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)示圖，該系統(tǒng)用于共集成的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，其中，共享的晶體諧振器102為示例性TSX。在蜂窩系統(tǒng)101和GPS系統(tǒng)108之間共享晶體諧振器102。GPS系統(tǒng)108可操作用于根據(jù)所接收的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(例如，GPS、GL0NASS、GALILEO等)信號(hào)確定本地信息。蜂窩系統(tǒng)101包括蜂窩RF (射頻)系統(tǒng)104和蜂窩基帶系統(tǒng)106。
[0058]雖然蜂窩系統(tǒng)101的可選實(shí)施方式可通過單個(gè)(未補(bǔ)償?shù)?晶體振蕩器103進(jìn)行操作，但是蜂窩基帶106的某些實(shí)施方式可使用數(shù)字分?jǐn)?shù)PLL110，并且相應(yīng)的RF模擬電路104可使用分辨率足夠的鎖相環(huán)(PLL)振蕩器112，以滿足蜂窩要求。
[0059]對(duì)于蜂窩系統(tǒng)101，自動(dòng)頻率控制功能或模塊(AFC) 107估計(jì)本地振蕩器信號(hào)和所接收的蜂窩下行鏈路信號(hào)之間的頻率誤差。將頻率誤差估計(jì)分別傳遞給DPLL110和RFPLL112，用于進(jìn)行定時(shí)和頻率補(bǔ)償。
[0060]對(duì)于GPS系統(tǒng)108，為了實(shí)現(xiàn)自由運(yùn)轉(zhuǎn)的(石英)晶體振蕩器電路102&103，溫度感測(cè)電路122通過溫度感測(cè)電路122定期測(cè)量溫度漂移，根據(jù)晶體諧振器的校準(zhǔn)溫度頻率特性曲線估計(jì)，將溫度漂移轉(zhuǎn)換成頻率誤差，并且將頻率誤差通信給GPS Rx PLLl 14或GPS BBNCOl 15 (數(shù)字控制振蕩器)或者這兩者，以生成溫度補(bǔ)償?shù)腖O頻率或溫度補(bǔ)償?shù)腂B信號(hào)。
[0061]在一個(gè)實(shí)施方式中，雖然頻率誤差估計(jì)源自所接收的蜂窩下行鏈路信號(hào)和蜂窩L0，但是蜂窩RF系統(tǒng)104內(nèi)的本地時(shí)鐘源和蜂窩BB系統(tǒng)106內(nèi)的本地時(shí)鐘源來自異步補(bǔ)償?shù)牟煌琍LL110、112。因此，某些實(shí)施方式在RF-BB接口處使用速率適配器或讀取/寫入同步設(shè)計(jì)，以避免在一段時(shí)間內(nèi)可能錯(cuò)過樣品。在其他實(shí)施方式中，蜂窩RF104和BB106內(nèi)的本地時(shí)鐘源可來自相同的源，因此可同步進(jìn)行補(bǔ)償。
[0062]如圖2中所示，本公開的實(shí)施方式利用高分辨率低噪聲的溫度感測(cè)電路122，用于進(jìn)行GPS溫度補(bǔ)償，這就允許消除先前需要的GPS TCX0134。在圖中，溫度傳感器105表示為但是不限于包含在晶體諧振器102內(nèi)(或與其相結(jié)合)。在某些實(shí)施方式中，溫度傳感器或熱敏電阻105也可位于晶體諧振器102的外部，包括熱接近晶體諧振器102。
[0063]通過溫度傳感器或熱敏電阻硬件105來利用高分辨率低噪聲的溫度感測(cè)電路122的實(shí)施方式。在各種實(shí)施方式中，溫度感測(cè)電路122可位于GPS模塊或系統(tǒng)108或集成電路的外部，在該集成電路上制造GPS系統(tǒng)。此外，在某些實(shí)施方式中，溫度感測(cè)電路122可與GPS模塊或系統(tǒng)108和/或蜂窩系統(tǒng)101或集成電路相集成，在該集成電路上制造GPS系統(tǒng)和/或蜂窩系統(tǒng)。在進(jìn)行溫度補(bǔ)償之后，溫度感測(cè)電路的分辨率和噪聲要求能夠具有足夠小的剩余溫度不確定性，以允許GPS解決方案補(bǔ)償其RX PLLl 14和/或接收器通道數(shù)字時(shí)鐘，從而在共享的C-BB自由運(yùn)轉(zhuǎn)的晶體的整個(gè)操作溫度變化范圍內(nèi)保持衛(wèi)星時(shí)鐘。
[0064]包括本公開的實(shí)施方式的解決方案滿足GPS系統(tǒng)嚴(yán)格的最大頻率步進(jìn)大小和最大的頻率轉(zhuǎn)換速率，同時(shí)(與蜂窩解決方案)共享單晶體諧振器102。在某些實(shí)施方式中，晶體諧振器102的特征可在于低成本的(例如，~15<2 )未補(bǔ)償?shù)氖⒕w諧振器元件，其用于蜂窩參考諧振器(XO) 103和溫度傳感器105內(nèi)。某些實(shí)施方式的特征也可在于，使用現(xiàn)在通常需要的共集成的未補(bǔ)償?shù)氖⒕w諧振器和溫度傳感器(TSX)與VCTCXO或TCXO(例如，~75< )，以滿足GPS系統(tǒng)嚴(yán)格的最大頻率轉(zhuǎn)換要求。雖然GPS最大頻率步進(jìn)大小和轉(zhuǎn)換速率取決于GPS設(shè)計(jì),但是示例性示圖可為3ppb的最大步進(jìn)大小和IOppb/秒的最大頻率轉(zhuǎn)換速率。
[0065]從歷史觀點(diǎn)上說，GPS系統(tǒng)要求溫度補(bǔ)償?shù)木w振蕩器(TCXO) 134在整個(gè)頻率變化(< ±0.5ppm)上具有較緊密的公差，但是在最大頻率轉(zhuǎn)換(< ± IOppb/秒)時(shí)，具有極其緊密的公差。在蜂窩系統(tǒng)101與GPS系統(tǒng)108不共集成時(shí)或者在蜂窩101和GPS系統(tǒng)108不共孚基于石英晶體諧振器的參考振蕩器時(shí)，TCX0134的成本基本上為聞?dòng)谀咳鐫M足蜂窩系統(tǒng)要求的未補(bǔ)償?shù)氖⒕w諧振器的成本60 Φ溢價(jià)。
[0066]本公開的實(shí)施方式有利地能夠允許共集成的GPS和蜂窩解決方案第一次共享單個(gè)石英晶體諧振器102，這在晶體諧振器(在某些實(shí)施方式中，不包括共集成的溫度傳感器105或用于進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臒崦綦娮栌布?內(nèi)不包括電壓控制或溫度補(bǔ)償，從而從該解決方案的材料清單中消除VCTCXO或TCXO部件。
[0067]最終，所公開的實(shí)施方式的目的在于，提供動(dòng)態(tài)參考振蕩器頻率估計(jì)，這些估計(jì)精確到十億分之幾(PPb)的等級(jí)并且以充分的速率捕獲這些估計(jì)，以也提供PPb級(jí)參考振蕩器頻率轉(zhuǎn)換分辨率。在正常的操作下，由代理使用溫度測(cè)量進(jìn)行頻率估計(jì)。這些溫度測(cè)量控制前所未有的靈敏度以及大幅提高的溫度感測(cè)電路122SNR (信噪比)，其包括所有噪聲源，尤其包括閃爍(Ι/f)噪聲和白噪聲，以確保在整個(gè)操作溫度范圍(在該示例性情況下范圍是從-30° C到85° C)內(nèi)，在千分之一度(毫度)的級(jí)別上精確、敏感、以及定量地進(jìn)行溫度估計(jì)。
[0068]為此，在一個(gè)實(shí)施方式中，將圖3的硬件配置用作模板，來評(píng)估溫度感測(cè)和參考振蕩器頻率估計(jì)能力。尤其地，圖3是根據(jù)本公開的圖2的溫度感測(cè)電路122和共享晶體振蕩器系統(tǒng)(例如，晶體諧振器102&晶體振蕩器103)的示例性實(shí)施方式的硬件配置的示圖。如下所述，這也用作檢測(cè)電路122的工廠調(diào)諧和校準(zhǔn)的示例性實(shí)施方式。
[0069]圖3中簡化的分壓器不將實(shí)施方式限于單端設(shè)計(jì)，如圖3中所述。圖4示出了嵌入電阻電橋內(nèi)的(差動(dòng))分壓器，其可用于本公開中所描述的溫度感測(cè)電路的實(shí)施方式中。在差動(dòng)設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施方式中，如圖4中所示，電阻器&標(biāo)稱地等于熱敏電阻器的標(biāo)稱電阻Rn，并且電阻器Rffil和Raj2相等。在該實(shí)施方式中，對(duì)于高于Ttl的溫度,放大器輸出低于中間電源，并且對(duì)于低于Ttl的溫度,放大器輸出高于中間電源。在另一個(gè)實(shí)施方式中，不同的Rm&Rm電阻值用于相對(duì)于標(biāo)稱溫度影響偏移電壓。在圖4的差動(dòng)分壓器實(shí)現(xiàn)方式中，由一組可開關(guān)的并聯(lián)RBias電阻器，實(shí)現(xiàn)在本公開中所描述的多Rsmse設(shè)計(jì)。
[0070]如上所述，參考振蕩器的頻率隨著溫度變化，這主要是因?yàn)槭⒕w壓電電容諧振，其次因?yàn)檎袷幤髌椒铰蓽囟认嚓P(guān)性。晶體的電容諧振次級(jí)振蕩器效應(yīng)和溫度之間的復(fù)合關(guān)系通常由等式I的三次多項(xiàng)式描述。
[0071]fEEF=Po+PiT+P2T2+P3T3(等式 I)
[0072]參數(shù)或系數(shù)(Ptl、Pl、p2> p3)用于擬合基于特定的石英晶體諧振器的參考振蕩器的溫度-頻率偏差特性。為了提供感測(cè)電路設(shè)計(jì)的分析詳情，需要設(shè)置通常所接受的模型，用于在該設(shè)計(jì)中描述晶體頻率偏差和熱敏電阻溫度頻率關(guān)系。
[0073]對(duì)于溫度傳感器或熱敏電阻105的特征,Steinhart-Hart等式通常被確認(rèn)為最精確的表達(dá)式，以描述指定的熱敏電阻器的溫度電阻關(guān)系，由以下等式表示
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 未補(bǔ)償?shù)木w諧振器，被配置為將頻率源提供給晶體振蕩器； 溫度傳感器，其電阻通過基本上可重復(fù)并且可預(yù)測(cè)的方式作為溫度的函數(shù)而變化，并且被配置為測(cè)量當(dāng)前溫度； 晶體振蕩器，被配置為為蜂窩模塊和全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊輸出參考時(shí)鐘頻率信號(hào); 可編程蜂窩射頻(RF)鎖相環(huán)，被配置為在所述蜂窩模塊內(nèi)接收所述晶體振蕩器的參考時(shí)鐘信號(hào)，并且在所述蜂窩模塊的操作期間，補(bǔ)償蜂窩接收的下行鏈路信號(hào)和蜂窩本地振蕩器(LO)信號(hào)之間的所計(jì)算的頻率誤差； 可編程蜂窩基帶數(shù)字鎖相環(huán)，被配置為根據(jù)所計(jì)算的所述頻率誤差生成補(bǔ)償時(shí)鐘，用于基帶頻率信號(hào)發(fā)送； 可編程GPS RF鎖相環(huán)和可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器，被配置為接收所述參考時(shí)鐘信號(hào)并且能夠接收與所估計(jì)的頻率誤差對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘頻率誤差估計(jì)信號(hào)，并且通過從所述GPS RF鎖相環(huán)和所述可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器的輸出信號(hào)中基本上消除所估計(jì)的所述頻率誤差的影響的方式，補(bǔ)償所述輸出信號(hào)； 溫度感測(cè)電路，被配置為輸出與由所述溫度傳感器表示的所述當(dāng)前溫度基本上成比例的信號(hào)； 分析溫度傳感器模型，被配置為接收所述溫度感測(cè)電路的輸出信號(hào)并且將所述溫度感測(cè)電路的輸出信號(hào)映射到溫度傳感器電阻估計(jì)，并且進(jìn)一步將所述溫度傳感器電阻估計(jì)轉(zhuǎn)換為晶體諧振器參考振蕩器溫度估計(jì)； 分析晶體參考振蕩器頻率偏移對(duì)溫度模型，被配置為接收所述分析溫度傳感器模型的溫度傳感器電阻估計(jì)，并且通過根據(jù)校準(zhǔn)的溫度-頻率特性曲線的所述晶體諧振器溫度和參考振蕩器頻率偏移之間的一對(duì)一映射，將所述溫度傳感器電阻估計(jì)轉(zhuǎn)換為頻率偏移估計(jì)， 其中，所述可編程GPS RF鎖相環(huán)、所述可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器、或這兩者的組合進(jìn)一步被配置為接收所述頻率偏移估計(jì)，并且通過從所述GPS RF鎖相環(huán)和所述可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器的輸出信號(hào)中基本上消除所估計(jì)的所述頻率誤差的影響的方式，補(bǔ)償所述輸出信號(hào)的頻率、所述輸出信號(hào)的相位或者這兩者的組合，從而允許所述GPS RF鎖相環(huán)、所述GPS基帶數(shù)字控制振蕩器、或這兩者的組合輸出基本上進(jìn)行溫度補(bǔ)償了的頻率信號(hào)，以精確地處理所接收的衛(wèi)星GPS信號(hào)， 其中，所述溫度感測(cè)電路包括電阻分壓器電路、運(yùn)算放大器、反饋電阻器、電壓偏移電阻器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)， 其中，所述電阻分壓器電路進(jìn)一步由溫度傳感器電阻元件和多個(gè)開關(guān)感測(cè)電阻器構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述晶體振蕩器對(duì)于所述蜂窩模塊、所述GPS模塊以及所述溫度感測(cè)電路自由運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述晶體振蕩器包括數(shù)字控制晶體振蕩器(DCX0)，被配置為接收所述參考時(shí)鐘信號(hào)并且在所述GPS模塊的操作期間，補(bǔ)償所述參考時(shí)鐘信號(hào)中的頻率誤差，其中，所述頻率誤差包括溫度漂移的誤差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述溫度感測(cè)電路通過單端實(shí)現(xiàn)方式或差動(dòng)實(shí)現(xiàn)方式來實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述溫度傳感器包括與所述未補(bǔ)償?shù)木w諧振器集成的熱敏電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述溫度感測(cè)電路集成在所述GPS模塊內(nèi)、或集成在具有蜂窩GPS組合系統(tǒng)的集成芯片上、或位于所述GPS模塊或集成芯片上的蜂窩GPS組合系統(tǒng)的外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述溫度感測(cè)電路包括多個(gè)感測(cè)電阻器，每個(gè)感測(cè)電阻器被設(shè)計(jì)成覆蓋從_30°C到85°C的子集溫度區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 曲線擬合的多個(gè)區(qū)段，用于將晶體頻率偏移對(duì)溫度與對(duì)應(yīng)于整個(gè)操作溫度范圍上的子集的每個(gè)區(qū)段擬合。
9.一種系統(tǒng),包括: 未補(bǔ)償?shù)木w諧振器，被配置為將頻率源提供給晶體振蕩器； 溫度傳感器，其電阻通過基本上可重復(fù)并且可預(yù)測(cè)的方式作為溫度的函數(shù)而變化，并且被配置為測(cè)量當(dāng)前溫度； 晶體振蕩器，被配置為為全球定位系統(tǒng)(GPS)輸出參考時(shí)鐘頻率信號(hào)； 可編程GPS射頻(RF)鎖相環(huán)和可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器，被配置為接收所述參考時(shí)鐘頻率信號(hào)并且能夠接收參考時(shí)鐘頻率誤差估計(jì)信號(hào)，并且通過從所述GPS RF鎖相環(huán)和所述可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器的輸出信號(hào)中基本上消除所估計(jì)的頻率誤差的影響的方式，補(bǔ)償所述輸出信號(hào)； 溫度感測(cè)電路，被配置為輸出與由所述溫度傳感器表示的所述當(dāng)前溫度基本上成比例的信號(hào)； 分析溫度傳感器模型，被配置為接收所述溫度感測(cè)電路的輸出信號(hào)并且將所述溫度感測(cè)電路的輸出信號(hào)映射到溫度傳感器電阻估計(jì)，并且進(jìn)一步將所述溫度傳感器電阻估計(jì)轉(zhuǎn)換為晶體諧振器參考振蕩器溫度估計(jì)； 分析晶體參考振蕩器頻率偏移對(duì)溫度模型，被配置為接收所述分析溫度傳感器模型的溫度傳感器電阻估計(jì)，并且通過根據(jù)校準(zhǔn)的溫度-頻率特性曲線的所述晶體諧振器的溫度和所述晶體振蕩器的頻率偏移之間的一對(duì)一映射，將所述溫度傳感器電阻估計(jì)轉(zhuǎn)換為頻率偏移估計(jì)， 其中，所述可編程全球定位系統(tǒng)(GPS) RF鎖相環(huán)、所述可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器、或這兩者的組合進(jìn)一步被配置為接收所述頻率偏移估計(jì)，并且通過從所述GPS RF鎖相環(huán)和所述可編程GPS基帶數(shù)字控制振蕩器的輸出信號(hào)中基本上消除所估計(jì)的所述頻率誤差的影響的方式，補(bǔ)償所述輸出信號(hào)的頻率、所述輸出信號(hào)的相位或者這兩者的組合，從而允許所述GPS RF鎖相環(huán)、所述GPS基帶數(shù)字控制振蕩器、或這兩者的組合輸出基本上進(jìn)行溫度補(bǔ)償了的頻率信號(hào)，以精確地處理所接收的衛(wèi)星GPS信號(hào)， 其中，所述溫度感測(cè)電路包括電阻分壓器電路、運(yùn)算放大器、反饋電阻器、電壓偏移電阻器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)， 其中，所述電阻分壓器電路進(jìn)一步由溫度傳感器電阻元件和多個(gè)開關(guān)感測(cè)電阻器構(gòu)成。
10.一種方法，包括: 在蜂窩模塊中耦合晶體振蕩器和未補(bǔ)償?shù)木w諧振器； 在所述蜂窩模塊內(nèi)從所述晶體振蕩器接收參考信號(hào)； 由蜂窩射頻(RF)鎖相環(huán)和蜂窩基帶PLL在蜂窩模塊的操作期間補(bǔ)償所接收的蜂窩下行鏈路信號(hào)和蜂窩本地振蕩器信號(hào)之間的所計(jì)算的頻率誤差； 在全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊內(nèi)從所述晶體振蕩器接收所述參考信號(hào)； 由溫度感測(cè)電路輸出與當(dāng)前溫度基本上成比例的信號(hào)；以及 由GPS RF鎖相環(huán)、GPS基帶數(shù)字控制振蕩器 、或者這兩者的組合在所述GPS模塊的操作期間，根據(jù)溫度感測(cè)電路輸出和校準(zhǔn)的溫度頻率特性曲線，在整個(gè)操作溫度區(qū)域上補(bǔ)償由于溫度漂移所造成的所計(jì)算的頻率誤差。
【文檔編號(hào)】H03L1/02GK103457601SQ201310219562
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】何嶸 申請(qǐng)人:美國博通公司