晶振頻率漂移感知方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶振頻率漂移感知方法。其包括：測(cè)量晶振在靜態(tài)時(shí)的靜態(tài)相位噪聲；設(shè)定振動(dòng)環(huán)境條件，對(duì)在振動(dòng)環(huán)境條件下振動(dòng)的晶振進(jìn)行多次測(cè)量，得到多組振動(dòng)相位噪聲；將每組振動(dòng)相位噪聲與靜態(tài)相位噪聲進(jìn)行差值運(yùn)算，得到多組頻率漂移值；對(duì)每組頻率漂移值進(jìn)行篩選處理，以剔除大于預(yù)定閾值的頻率漂移值；對(duì)每組頻率漂移值進(jìn)行篩選處理，以剔除大于預(yù)定閾值的頻率漂移值；獲取剩余各組頻率漂移值，根據(jù)預(yù)設(shè)的響應(yīng)面模型以及每組頻率漂移值對(duì)前一組頻率漂移值對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)進(jìn)行修正，得到最終擬合函數(shù)，并確定最終擬合函數(shù)的加速度敏感性方向。本發(fā)明能夠提高晶振頻率漂移感知的準(zhǔn)確性，從而挖掘振動(dòng)環(huán)境條件對(duì)晶振電性能的影響機(jī)理。
【專利說明】晶振頻率漂移感知方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種晶振頻率漂移感知方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為極為重要的基準(zhǔn)頻率，晶體振蕩器（以下簡(jiǎn)稱晶振）常常搭載在各種高速飛 行器上，而高速飛行器通常都工作在極為惡劣的環(huán)境下，相應(yīng)的，晶振就極易受到振動(dòng)環(huán)境 的影響，因此，高速飛行器對(duì)其使用的晶振在振動(dòng)環(huán)境中的穩(wěn)定度有著非?？量痰囊?。
[0003] 為了滿足這一要求，就需要對(duì)晶振的電性能進(jìn)行測(cè)試，以掌握晶振的穩(wěn)定度，避免 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)發(fā)生頻率漂移，從而造成嚴(yán)重后果。因此，研究振動(dòng)環(huán)境條件對(duì)晶振電性能的 影響機(jī)理，成為了當(dāng)前的迫切需求。
[0004] 目前測(cè)量晶體加速度靈敏度的方法主要有2g反轉(zhuǎn)測(cè)量法、振動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量法等，業(yè) 內(nèi)普遍采取多測(cè)幾次簡(jiǎn)單取平均值的方法來對(duì)加速度敏感性進(jìn)行計(jì)算。事實(shí)上，受外界環(huán) 境擾動(dòng)（機(jī)械擾動(dòng)和電磁擾動(dòng)）的影響，測(cè)試數(shù)據(jù)抖動(dòng)幅度較大，已經(jīng)直接影響到晶振頻率 漂移感知的準(zhǔn)確性，難以挖掘振動(dòng)環(huán)境條件對(duì)晶振電性能的影響機(jī)理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述存在的問題，提供一種晶振頻率漂移感 知方法，能夠提高晶振頻率漂移感知的準(zhǔn)確性，從而挖掘振動(dòng)環(huán)境條件對(duì)晶振電性能的影 響機(jī)理。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種晶振頻率漂移感知方法，包括：測(cè)量晶振在靜 態(tài)時(shí)的靜態(tài)相位噪聲；設(shè)定振動(dòng)環(huán)境條件，對(duì)在所述振動(dòng)環(huán)境條件下振動(dòng)的所述晶振進(jìn)行 多次測(cè)量，得到多組振動(dòng)相位噪聲；將每組振動(dòng)相位噪聲與所述靜態(tài)相位噪聲進(jìn)行差值運(yùn) 算，得到多組頻率漂移值；對(duì)每組頻率漂移值進(jìn)行篩選處理，以剔除大于預(yù)定閾值的頻率漂 移值；對(duì)多組頻率漂移值中的一組頻率漂移值進(jìn)行擬合，得到對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)；獲取剩余 各組頻率漂移值，根據(jù)預(yù)設(shè)的響應(yīng)面模型以及每組頻率漂移值對(duì)前一組頻率漂移值對(duì)應(yīng)的 擬合函數(shù)進(jìn)行修正，得到最終擬合函數(shù)，并確定所述最終擬合函數(shù)的加速度敏感性方向。
[0007] 優(yōu)選地，在所述對(duì)多組頻率漂移值中的一組頻率漂移值進(jìn)行擬合，得到對(duì)應(yīng)的擬 合函數(shù)的步驟之后，所述獲取剩余各組頻率漂移值的步驟之前，所述晶振頻率漂移感知方 法還包括：對(duì)所述擬合函數(shù)進(jìn)行平滑處理，以去除所述擬合函數(shù)上的突變點(diǎn)。
[0008] 優(yōu)選地，所述晶振頻率漂移感知方法還包括：將所述晶振的最終擬合函數(shù)以圖形 化表示。
[0009] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0010] 1、能夠在振動(dòng)環(huán)境下，對(duì)獲得的頻率偏移值數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的濾波降噪處理；
[0011] 2、通過篩選處理，能夠自動(dòng)剔除與相關(guān)度較低的頻率偏移值數(shù)據(jù)；
[0012] 3、能夠精確定量的給出各種振動(dòng)環(huán)境條件的變化程度對(duì)晶振電性能的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：
[0014] 圖1是本發(fā)明晶振頻率漂移感知方法的流程示意圖。
[0015] 圖2是本發(fā)明晶振頻率漂移感知方法中得到的擬合函數(shù)的三維坐標(biāo)示意圖。
[0016] 圖3是本發(fā)明晶振頻率漂移感知方法中得到的最終擬合函數(shù)的三維云圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0018] 本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的 替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子 而已。
[0019] 如圖1所示，是本發(fā)明晶振頻率漂移感知方法的流程示意圖。晶振頻率漂移感知 方法包括以下步驟：
[0020] S1 :測(cè)量晶振在靜態(tài)時(shí)的靜態(tài)相位噪聲。
[0021] 其中，晶振在靜態(tài)時(shí)的相位噪聲在理想情況下應(yīng)為零。但是大多數(shù)情況下，由于晶 振受自身?xiàng)l件或外界條件影響，即使在靜態(tài)時(shí)也會(huì)存在一定的相位噪聲。測(cè)量到靜態(tài)相位 噪聲后，將靜態(tài)相位噪聲記錄下來。
[0022] S2:設(shè)定振動(dòng)環(huán)境條件，對(duì)在振動(dòng)環(huán)境條件下振動(dòng)的晶振進(jìn)行多次測(cè)量，得到多組 振動(dòng)相位噪聲。
[0023] 其中，振動(dòng)環(huán)境條件包括溫度、電磁擾動(dòng)量、機(jī)械擾動(dòng)量等。由于在測(cè)量時(shí)，每個(gè)時(shí) 刻晶振受到振動(dòng)環(huán)境條件的影響不同，因此需要進(jìn)行多次測(cè)量，每次測(cè)量得到一組振動(dòng)相 位噪聲。需要注意，此處的多次測(cè)量是指多個(gè)測(cè)量過程，每個(gè)測(cè)量過程包含多個(gè)測(cè)量次數(shù)。
[0024] S3:將每組振動(dòng)相位噪聲與靜態(tài)相位噪聲進(jìn)行差值運(yùn)算，得到多組頻率漂移值。
[0025] 其中，一組振動(dòng)相位噪聲包含多個(gè)振動(dòng)相位噪聲，將一組振動(dòng)相位噪聲中的多個(gè) 振動(dòng)相位噪聲分別于靜態(tài)相位噪聲進(jìn)行差值運(yùn)算，得到包含多個(gè)頻率漂移值的一組頻率漂 移值。
[0026] S4 :對(duì)每組頻率漂移值進(jìn)行篩選處理，以剔除大于預(yù)定閾值的頻率漂移值。
[0027] 其中，外界電磁擾動(dòng)等間歇性突變會(huì)惡化振動(dòng)相位噪聲，從而惡化頻率漂移值。預(yù) 定閾值可以根據(jù)需要設(shè)定，預(yù)定閾值以下的頻率漂移值可以認(rèn)為是正常的頻率漂移值，而 大于預(yù)定閾值的頻率漂移值則是惡化的頻率漂移值。
[0028] S5 :對(duì)多組頻率漂移值中的一組頻率漂移值進(jìn)行擬合，得到對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)。
[0029] 其中，擬合函數(shù)表征了當(dāng)前設(shè)定的振動(dòng)環(huán)境條件與晶振頻率漂移值惡化成都之間 的函數(shù)關(guān)系式。
[0030] S6:獲取剩余各組頻率漂移值，根據(jù)預(yù)設(shè)的響應(yīng)面模型以及每組頻率漂移值對(duì)前 一組頻率漂移值對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)進(jìn)行修正，得到最終擬合函數(shù)，并確定最終擬合函數(shù)的加 速度敏感性方向。
[0031] 其中，預(yù)設(shè)的響應(yīng)面模型用于對(duì)擬合函數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步修正。舉例來說，如果擬合 函數(shù)是y = ax，在獲取下一組頻率漂移值時(shí)，響應(yīng)面模型是在y = ax上進(jìn)行推演，推演結(jié) 果為y = ax2+bx ;再獲取下一組頻率漂移值時(shí)，響應(yīng)面模型是在y = ax2+bx上進(jìn)行推演， 推演結(jié)果為y = ax2+bx+c。以此類推，直到獲取最后一組頻率漂移值時(shí)，推演結(jié)果為y = ax2+bX+c(X-l)2。通常來說，響應(yīng)面模型為X的三次項(xiàng)以下的函數(shù)。每次修正都將得到一條 擬合函數(shù)，如圖2所示，圖中三維坐標(biāo)系中的各條線段即為各條擬合函數(shù)。根據(jù)圖中的各條 線段的矢量方向即為確定最終擬合函數(shù)的加速度敏感性方向。
[0032] S7 :將晶振的最終擬合函數(shù)以圖形化表不。
[0033] 其中，傳統(tǒng)的加速度敏感性方向的測(cè)量結(jié)果一般為數(shù)據(jù)表格，并沒有從振動(dòng)環(huán)境 條件對(duì)晶振頻率漂移值惡化程度的內(nèi)在影響出發(fā)來表達(dá)晶振的振動(dòng)工作特性。通過將最終 擬合函數(shù)以圖形化表可以清楚明了地表達(dá)振動(dòng)環(huán)境條件對(duì)晶振頻率漂移值惡化程度的內(nèi) 在影響，圖形化表示的結(jié)果如圖3所示，在三維坐標(biāo)系中的曲面即為響應(yīng)面。
[0034] 在本實(shí)施例中，在步驟S5之后，步驟S6之前，晶振頻率漂移感知方法還包括：對(duì)擬 合函數(shù)進(jìn)行平滑處理，以去除擬合函數(shù)上的突變點(diǎn)。其中，頻率漂移值經(jīng)過篩選處理后可以 去除惡化的頻率漂移值，但是在擬合后的擬合函數(shù)上可能存在尖銳或毛刺等突變點(diǎn)，將突 變點(diǎn)去除后可以進(jìn)一步修正擬合函數(shù)。
[0035] 通過上述方式，本發(fā)明的晶振頻率漂移感知方法通過將將頻率漂移值進(jìn)行篩選處 理再進(jìn)行擬合，從而可以提高晶振頻率漂移感知的準(zhǔn)確性，并通過預(yù)設(shè)的響應(yīng)面模型以及 各組頻率漂移值對(duì)前一組頻率漂移值對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)進(jìn)行修正，從而能夠挖掘振動(dòng)環(huán)境條 件對(duì)晶振電性能的影響機(jī)理。
[0036] 本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1. 一種晶振頻率漂移感知方法，其特征在于，包括： 測(cè)量晶振在靜態(tài)時(shí)的靜態(tài)相位噪聲； 設(shè)定振動(dòng)環(huán)境條件，對(duì)在所述振動(dòng)環(huán)境條件下振動(dòng)的所述晶振進(jìn)行多次測(cè)量，得到多 組振動(dòng)相位噪聲； 將每組振動(dòng)相位噪聲與所述靜態(tài)相位噪聲進(jìn)行差值運(yùn)算，得到多組頻率漂移值； 對(duì)每組頻率漂移值進(jìn)行篩選處理，以剔除大于預(yù)定閾值的頻率漂移值； 對(duì)多組頻率漂移值中的一組頻率漂移值進(jìn)行擬合，得到對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)； 獲取剩余各組頻率漂移值，根據(jù)預(yù)設(shè)的響應(yīng)面模型以及每組頻率漂移值對(duì)前一組頻率 漂移值對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)進(jìn)行修正，得到最終擬合函數(shù)，并確定所述最終擬合函數(shù)的加速度 敏感性方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶振頻率漂移感知方法，其特征在于，在所述對(duì)多組頻率漂 移值中的一組頻率漂移值進(jìn)行擬合，得到對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)的步驟之后，所述獲取剩余各組 頻率漂移值的步驟之前，所述晶振頻率漂移感知方法還包括： 對(duì)所述擬合函數(shù)進(jìn)行平滑處理，以去除所述擬合函數(shù)上的突變點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶振頻率漂移感知方法，其特征在于，所述晶振頻率漂移感 知方法還包括： 將所述晶振的最終擬合函數(shù)以圖形化表示。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104122440SQ201410354488
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】冷國(guó)俊, 陳睿, 保宏, 張文堃, 何著, 尹本浩, 張波, 蔣冬冬, 朱劼昊 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所