设备时钟的校准方法、装置及系统、自校准方法及设备制造方法及图纸

一种设备时钟的校准方法、装置及系统、自校准方法及设备，所述设备包括TSXO和GPS模块，所述GPS模块中包含信号接收器；设备时钟的校准方法，包括：通过所述GPS模块消除所述TSXO的自带频偏；对所述TSXO的温度漂移进行校准。通过该方法，能够为泛连接设备提供一种成本较低且精度较高的自带定位功能的时钟方案。

【技术实现步骤摘要】
设备时钟的校准方法、装置及系统、自校准方法及设备
本专利技术涉及智能设备的时钟校准领域，具体地涉及一种设备时钟的校准方法、装置及系统、自校准方法及设备。
技术介绍
当今社会，移动通信手机产品和物联网技术正蓬勃发展，而物联网的发展离不开智能定位技术，当前，多采用全球定位(GlobalPositioningSystem，简称GPS)模块进行智能定位。移动通信的泛连接设备，如手机、电脑等等，一般自带移动连接模块(Connectivity)和GPS模块。其中，移动连接模块可包括蓝牙模块(BlueTooth，简称BT)或者无线网络连接模块(Wireless-Fidelity，简称Wi-Fi)。对GPS模块而言，其时钟来源一般有两种：一种是自身具有温度补偿型晶体振荡器(TemperatureCompensateX'tal(crystal)Oscillator，简称TCXO)或者晶体谐振器(crystalresonator)给自己供时钟；另一种来手机通信模块的时钟，即共享(share)时钟。对于自带定位功能的物联网模块，目前主流的外部时钟源主要采用TCXO和晶体谐振两类。其中，晶体谐振器价格便宜，但它的频率会随温度变化漂移，典型的温漂为+/-10ppm，除了温漂外，在相同温度下不同的晶振样片之间也有+/-10ppm的差异。而TCXO是内部集成了温补电路的晶体振荡器，经过温补之后，TCXO的典型温漂范围是+/-0.5ppm～+/-2ppm。由于GPS对频率精度的极高要求，对于自带GPS的模块来讲，只能使用TCXO。现有自带定位功能的物联网模块的时钟方案采用的外部时钟源一般有两种：一种是价格、精度、稳定度都比较高的可电压控制频率的温度补偿的有源振荡器(VoltageControlled,TemperatureCompensatedCrystalOscillator，简称VC-TCXO)或者TCXO，因为VC-TCX/TCXO组件中纳入了温度补偿电路通过控制变容二极管的电压或采用热敏补偿网络形成一个反向的补偿电压，以调节或抵消晶体本身受温度影响而产生漂移，从而提高晶振的温度稳定度，所以其精度可以达到+/-0.5ppm～+/-2ppm，满足GPS的需求，但其成本较高。另一种采用数字补偿晶体振荡器(Digitally-ControlledCrystalOscillator，简称DCXO)，另外辅之温补电路。DCXO相对于VC-TCXO/TCXO成本较低，但由于DCXO本身没有频率调节机制，因而需要解决静态和动态的频率误差，静态误差一般可以通过校准工序上进行调整，但动态误差，即随着温度变化的频漂很难解决，尤其很难精准获取当前温度所对应的实时频偏，导致客户端的设备在非常温下由于频偏太大，达不到GPS的要求，而无法定位到卫星的情况。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是如何为泛连接设备提供一种成本较低且精度较高的自带定位功能的时钟方案。本专利技术实施例提供一种设备时钟的校准方法，所述设备包括TSXO和GPS模块，所述GPS模块中包含信号接收器，所述方法包括：通过所述GPS模块消除所述TSXO的自带频偏；对所述TSXO的温度漂移进行校准；所述通过所述GPS模块消除所述TSXO的自带频偏，包括：发射第一调制信号，所述第一调制信号由所述GPS模块的信号接收器接收；通过所述GPS模块调节所述TSXO的振荡电路的电容阵列值，以产生具有不同频率的本振信号，计算各个本振信号与接收到的第一调制信号的频偏，并获取频偏为预设值时的电容阵列值；将频偏为预设值时的电容阵列值存储到所述设备中。可选的，所述GPS模块还包括混频器，所述计算各个本振信号与所述第一调制信号的频偏，包括：通过所述混频器将所述第一调制信号和所述各个本振信号进行混频，得到各个本振信号对应的第一混频信号；根据所述第一混频信号计算各个本振信号对应的频偏。可选的，所述第一混频信号的计算公式为：fI＝fL±fC；其中，fC为所述第一调制信号的频率，fL为所述本振信号的频率，fI为所述第一混频信号的频率。可选的，所述预设值为绝对值最小的数值。可选的，所述设备还包括Wi-Fi模块，所述对所述TSXO的温度漂移进行校准，包括：发射第二调制信号，所述第二调制信号由所述信号接收器接收；通过所述Wi-Fi模块对所述TSXO进行升温，并采集至少四个温度；通过所述GPS模块根据所述第二调制信号获取每一温度对应的频偏；将所述至少四个温度和每一温度对应的频偏存储在所述设备中。可选的，所述根据所述第二调制信号获取每一温度对应的频偏，包括：通过GPS模块的混频器分别将所述第二调制信号和每一温度的本振信号进行混频，得到每一温度的第二混频信号；根据所述第二混频信号计算每一温度下的频偏。可选的，所述至少四个温度为四个值不同的温度，所述通过所述Wi-Fi模块对所述TSXO进行升温，并采集至少四个温度，包括：在所述TSXO升温之前采集第一温度；通过所述Wi-Fi模块对所述TSXO进行升温，在升温过程中采集第二温度和第三温度；停止对所述TSXO升温，在降温过程中采集第四温度。可选的，所述TSXO包含热敏电阻，所述采集至少四个温度，包括：在所述TSXO上串联预设阻值的电阻，所述预设阻值的电阻与所述TSXO形成分压电路；根据所述分压电路采集所述TSXO两端的至少四个电压值；根据所述至少四个电压值计算对应的所述热敏电阻的阻值，并根据所述热敏电阻的阻值与温度的对应关系，得到所述TSXO的至少四个温度。可选的，所述设备还包括振荡器，所述至少四个电压值为所述TSXO两端的电压，所述方法还包括：在采集所述TSXO的至少四个温度的同时，采集所述振荡器内部的热敏二极管的电压值；根据所述振荡器内部的热敏二极管的电压值，得到所述振荡器的至少两个温度；将所述振荡器的至少两个温度与所述TSXO的至少四个温度对应存储到所述设备中。本专利技术实施例还提供一种设备的时钟自校准方法，所述设备包括TSXO和GPS模块，所述方法包括：从所述设备中读取频偏为预设值时的电容阵列值，并根据所述电容阵列值设置TSXO的振荡电路的电容阵列。可选的，所述方法还包括：读取至少四个温度和每个温度对应的频偏；获取第一温漂理论公式，并将所述至少四个温度和每个温度对应的频偏代入所述第一温漂理论公式中，得到所述TSXO的温漂公式；获取实时工作温度，根据所述TSXO的温漂公式获取所述实时工作温度对应的频偏；利用GPS模块对所述频偏进行补偿；其中，所述第一温漂理论公式为：F＝c3*(t-t0)^3+c2*(t-t0)^2+c1*(t-t0)+c0；其中，F为温度t对应的频偏，变量t为温度，t0为参考温度，C0、C1、C2和C3为温度系统中的常数。可选的，所述设备还包括振荡器，所述方法还包括：读取振荡器的至少两个温度与TSXO的至少四个温度；获取第二温漂理论公式，并将所述振荡器的至少两个温度与TSXO的至少四个温度输入所述第二温漂公式，得到振荡电路的温漂公式；获取实时工作温度，根据所述振荡电路的温漂公式获取所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备时钟的校准方法，其特征在于，所述设备包括TSXO和GPS模块，所述GPS模块中包含信号接收器，所述方法包括：/n通过所述GPS模块消除所述TSXO的自带频偏；/n对所述TSXO的温度漂移进行校准；/n所述通过所述GPS模块消除所述TSXO的自带频偏，包括：/n发射第一调制信号，所述第一调制信号由所述GPS模块的信号接收器接收；通过所述GPS模块调节所述TSXO的振荡电路的电容阵列值，以产生具有不同频率的本振信号，计算各个本振信号与接收到的第一调制信号的频偏，并获取频偏为预设值时的电容阵列值；/n将频偏为预设值时的电容阵列值存储到所述设备中。/n

【技术特征摘要】
1.一种设备时钟的校准方法，其特征在于，所述设备包括TSXO和GPS模块，所述GPS模块中包含信号接收器，所述方法包括：
通过所述GPS模块消除所述TSXO的自带频偏；
对所述TSXO的温度漂移进行校准；
所述通过所述GPS模块消除所述TSXO的自带频偏，包括：
发射第一调制信号，所述第一调制信号由所述GPS模块的信号接收器接收；通过所述GPS模块调节所述TSXO的振荡电路的电容阵列值，以产生具有不同频率的本振信号，计算各个本振信号与接收到的第一调制信号的频偏，并获取频偏为预设值时的电容阵列值；
将频偏为预设值时的电容阵列值存储到所述设备中。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GPS模块还包括混频器，所述计算各个本振信号与所述第一调制信号的频偏，包括：
通过所述混频器将所述第一调制信号和所述各个本振信号进行混频，得到各个本振信号对应的第一混频信号；
根据所述第一混频信号计算各个本振信号对应的频偏。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一混频信号的计算公式为：
fI＝fL±fC
其中，fC为所述第一调制信号的频率，fL为所述本振信号的频率，fI为所述第一混频信号的频率。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设值为绝对值最小的数值。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备还包括Wi-Fi模块，所述对所述TSXO的温度漂移进行校准，包括：
发射第二调制信号，所述第二调制信号由所述信号接收器接收；
通过所述Wi-Fi模块对所述TSXO进行升温，并采集至少四个温度；
通过所述GPS模块根据所述第二调制信号获取每一温度对应的频偏；
将所述至少四个温度和每一温度对应的频偏存储在所述设备中。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二调制信号获取每一温度对应的频偏，包括：
通过GPS模块的混频器分别将所述第二调制信号和每一温度的本振信号进行混频，得到每一温度的第二混频信号；
根据所述第二混频信号计算每一温度下的频偏。


7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少四个温度为四个值不同的温度，所述通过所述Wi-Fi模块对所述TSXO进行升温，并采集至少四个温度，包括：
在所述TSXO升温之前采集第一温度；
通过所述Wi-Fi模块对所述TSXO进行升温，在升温过程中采集第二温度和第三温度；
停止对所述TSXO升温，在降温过程中采集第四温度。


8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述TSXO包含热敏电阻，所述采集至少四个温度，包括：
在所述TSXO上串联预设阻值的电阻，所述预设阻值的电阻与所述TSXO形成分压电路；
根据所述分压电路采集所述TSXO两端的至少四个电压值；
根据所述至少四个电压值计算对应的所述热敏电阻的阻值，并根据所述热敏电阻的阻值与温度的对应关系，得到所述TSXO的至少四个温度。


9.根据权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员：元恒敏，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31