一種校正mems計時時鐘的溢出補償方法及裝置製造方法

2023-12-03 12:13:06

一種校正mems計時時鐘的溢出補償方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種校正MEMS計時時鐘的溢出補償方法及裝置，該方法包括：獲取當前溫度值下MEMS計時時鐘的初始頻率誤差值；計算需要獲得頻率所需要的降頻參數；以初始頻率誤差值為初始值進行依次累加，當累加值數值大於等於1時發生溢出1；當數值小於等於-1時發生溢出-1；當數值大於-1且小於1時不發生溢出；採用值為降頻參數與溢出值之和的降頻比對MEMS計時時鐘的實際輸出頻率進行降頻，獲得需要的頻率。本發明運用0/1序列平均化MEMS計時時鐘在某一溫度下的初始頻率誤差值，實現了雙向溢出補償，擴展方案簡單易行，具有成本優勢。
【專利說明】一種校正MEMS計時時鐘的溢出補償方法及裝置

【技術領域】
[0001] 本發明屬於校正時鐘【技術領域】，涉及一種校正MEMS計時時鐘方法，特別是涉及一 種校正MEMS計時時鐘的溢出補償方法及裝置。

【背景技術】
[0002] 任何數字系統都是按時鐘節拍走預定功能時序來工作的，所以時鐘源必不可少。 在電子系統中的S0C晶片上的時鐘源，常用的有石英晶振（Crystal Oscillator)及阻容振 蕩器（RC Oscillator)。隨著 MEMS(Micr〇-Electro_Mechanical Systems，微機電系統）技 術的成熟，新生的MEMS時鐘（MEMS Oscillator)逐步走進市場應用。
[0003] 相對於傳統的石英晶振方式，MEMS時鐘的最大優勢在於它的可集成性。由於MEMS 時鐘的生產材料也是基於Si工藝，所以很容易集成於S0C片內，降低了對外部電路的需求， 如對外部晶體、匹配電容、PIN腳的需求，可進一步提升系統應用的集成度。此外，MEMS時 鍾還具有結構簡單，功耗低,體積小等優點。然而,MEMS時鐘也存在缺陷，就是溫度效應，即 隨著溫度變化MEMS時鐘的時鐘輸出頻率將發生偏移。所以對於要求在寬溫度範圍內高穩 定時鐘的應用場合，必須去做相應的補償後方可使用，比如用於實時計時的RTC(Real Time Clock,實時時鐘）場合。


【發明內容】

[0004] 鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種校正MEMS計時時鐘 的溢出補償方法及裝置，用於解決現有MEMS計時時鐘的輸出頻率隨溫度變化發生偏移的 問題。
[0005] 為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種校正MEMS計時時鐘的溢出補 償方法，所述校正MEMS計時時鐘的溢出補償方法包括：獲取當前溫度值下MEMS計時時鐘 的初始頻率誤差值res，〇< |res|〈l;計算需要獲得頻率

【權利要求】
1. 一種校正MEMS計時時鐘的溢出補償方法，其特徵在於，所述校正MEMS計時時鐘的溢 出補償方法包括： 獲取當前溫度值下MEMS計時時鐘的初始頻率誤差值res，0彡| res |〈1 ; 計算需要獲得頻率/:, = C = & (1 + mS')所需要的降頻參數Μ ;其中，F表示MEMS計時時 r r 鍾在當前溫度值下的實際輸出頻率值，匕表示MEMS計時時鐘的標準輸出頻率值；r表示分 頻比，隨著初始頻率誤差值res的變化而變化，故有M-1彡rmin彡r彡rmax彡M+1，Μ為大於 零的正整數； 以res為初始值進行依次累加，即sum = sum+res，當累加值sum數值大於等於1時發 生溢出1，即溢出值〇v = 1 ;當sum數值小於等於-1時發生溢出-1，即溢出值ov = -1 ;當 sum數值大於-1且小於1時不發生溢出，即溢出值ον = 0 ; 採用降頻比R = M+ov對MEMS計時時鐘的實際輸出頻率F進行降頻，獲得需要的頻率 f〇。
2. 根據權利要求1所述的校正MEMS計時時鐘的溢出補償方法，其特徵在於，所述MEMS 計時時鐘的初始頻率誤差值res的獲取過程包括： 測量不同溫度值下的MEMS計時時鐘的實際輸出頻率值； 獲得MEMS計時時鐘在不同溫度值下的初始頻率誤差值； 通過曲線擬合方法獲得MEMS計時時鐘的溫度補償方案；所述溫度補償方案包括補償 公式或補償表格。
3. 根據權利要求1所述的校正MEMS計時時鐘的溢出補償方法，其特徵在於：所述溢出 補償方法對MEMS計時時鐘的分頻校正範圍為[M-N，M+N]，其中，分頻跨度N為大於零的正 整數。
4. 根據權利要求3所述的校正MEMS計時時鐘的溢出補償方法，其特徵在於，所述溢出 補償方法還包括： 通過調整分頻校正範圍的中間值Μ的取值大小實現校正範圍的移動。
5. 根據權利要求3所述的校正MEMS計時時鐘的溢出補償方法，其特徵在於，所述溢出 補償方法還包括： 通過調整分頻校正範圍的分頻跨度N的大小實現校正範圍的擴大或縮小。
6. -種校正MEMS計時時鐘的溢出補償裝置，其特徵在於，所述校正MEMS計時時鐘的溢 出補償裝置包括： 初始頻率誤差值獲取模塊，獲取當前溫度值下MEMS計時時鐘的初始頻率誤差值res， 0 ^ I res I <1 ； 降頻參數計算模塊，與所述初始頻率誤差值獲取模塊相連，計算獲得頻率 /。= f = (1 +概)所需要的降頻參數Μ ;其中，F表示MEMS計時時鐘在當前溫度值下的實 r r 際輸出頻率值，匕表示MEMS計時時鐘的標準輸出頻率值；r表示分頻比，隨著初始頻率誤差 值res的變化而變化，故有M-1彡rmin彡r彡rmax彡M+l，Μ為大於零的正整數； 累加模塊，與所述初始頻率誤差值獲取模塊相連，以res為初始值進行依次累加，即 sum = sum+res ;當sum數值大於等於1時發生溢出1，即溢出值ον = 1 ;當sum數值小於等 於-1時發生溢出-1，即溢出值ov = -1 ;當sum數值大於-1且小於1時不發生溢出，即溢 出值OV = 0 ; 補償模塊，與所述累加模塊和降頻參數計算模塊分別相連，採用降頻比R = M+ov對 MEMS計時時鐘的實際輸出頻率值F進行降頻，獲得需要的頻率
7.根據權利要求6所述的校正MEMS計時時鐘的溢出補償裝置，其特徵在於，所述初始 頻率誤差值獲取模塊包括： 實際輸出頻率採集單元，測量不同溫度值下的MEMS計時時鐘的實際輸出頻率值； 初始頻率誤差獲取單元，獲得MEMS計時時鐘在不同溫度值下的初始頻率誤差值； 溫度補償單元，與所述實際輸出頻率採集單元和初始頻率誤差獲取單元分別相連，通 過曲線擬合方法獲得MEMS計時時鐘的溫度補償方案；所述溫度補償方案包括補償公式或 補償表格。
【文檔編號】H03B5/04GK104143960SQ201410331284
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】張斌陽, 張明雄, 傅有煒, 徐晨曦 申請人:鉅泉光電科技(上海)股份有限公司