一种小型化自校准晶体振荡器的制作方法

本发明涉及振荡器领域，特别是一种小型化自校准晶体振荡器。

背景技术：

1、在某些应用中，自校正晶振需要使用fpga来实现自校正功能，而fpga的大体积会导致晶振整体的尺寸偏大。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种小型化自校准晶体振荡器，采用单片机实现自校准功能。

2、本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种小型化自校准晶体振荡器，包括晶体，还包括单片机、频率调节电路和外部秒脉冲输入信号；

3、所述外部秒脉冲输入信号接入所述单片机；

4、所述晶体为所述单片机提供外部时钟；

5、所述单片机按照下列步骤利用频率调节电路为晶体调节频率；

6、步骤a、初始化单片机的一个定时器；

7、步骤b、根据晶体标称频率对定时器配置参数，使得所述定时器计数一轮为1s；

8、步骤c、使用一个引脚作为所述定时器的输入捕获通道，并与外部标准的秒脉冲输入相连；

9、步骤d、当所述引脚上出现被选择的边沿，立刻捕获计数器当前的值；

10、步骤e、若晶体当前实际频率每1s捕获值相同，则停止调节步骤，结束；若晶体当前实际频率每1s捕获值不同，则说转向步骤f；

11、步骤f、通过计算当前捕获值与前次捕获值的差值，得到晶体的频率偏移量；再根据单位电压对晶体频率的调节量，计算出调节当前晶体频率偏移量的电压值；不断改变输入频率调节电路的电压值，使得晶振频率稳定在标称频率附近，完成晶振的自校正。

12、进一步的，上述的小型化自校准晶体振荡器中：所述的频率调节电路包括变容二极管d1、变容二极管d2、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电容c32、电容c33、电容c34；

13、从所述单片机的调节晶体频率的dac通道依次通过串联电阻r20、电阻r21、电阻r22和变容二极管d1接晶体，变容二极管d1的阳极接晶体；

14、电容c32、电容c33和电容c34分别从电阻r20与电阻r21、电阻r21和电阻r22、电阻r22和变容二极管d1的阴极之间接地；

15、变容二极管d2的阴极接电阻r22和变容二极管d1的阴极之间的连接导线，阳极接地。

16、进一步的，上述的小型化自校准晶体振荡器中：所述晶体为所述单片机提供外部时钟，包括100m晶体y1和振荡电路，所述的振荡电路包括反相器u7、反相器u8和上升沿触发d型触发器u5；一个电感l1跨接在晶体y1的1、3引脚之间，晶体y1的2、4引脚接地，晶体y1的引脚1通过第一滤波电路滤波后接反相器u7的输入端，晶体y1的引脚3通过第二滤波电路滤波后接反相器u7的输出端，反相器u7的输出端通过耦合电容c24耦合到反相器u8的输入端，反相器u8输出端通过耦合电容c17耦合到上升沿触发d型触发器u5的clk端，上升沿触发d型触发器u5的输出时钟信号(sysclk)接单片机。

17、进一步的，上述的小型化自校准晶体振荡器中：反相器u7和反相器u8均采用型号为sn74ahc1g04的单路2v至5.5v反相器。

18、进一步的，上述的小型化自校准晶体振荡器中：上升沿触发d型触发器u5采用型号为sn 74lvc1g80的上升沿触发d型触发器。

19、进一步的，上述的小型化自校准晶体振荡器中：所述的第一滤波电路包括电感l2、电容c26、电容c28、电容c29、电阻r23；晶体y1的引脚1通过电感l2接并联电容c28和电容c29的一端，并联电容c28和电容c29的另一端接电阻r23和电容c26的一端，电阻r23的另一端接地，电容c26的另一端接反相器u7的输入端。

20、进一步的，上述的小型化自校准晶体振荡器中：所述的第二滤波电路包括电感l3、电容c30、电容c31、电容c27、电阻r19；晶体y1的引脚3分别与电感l3、电容c30、电容c31、电阻r19的一端相连，电感l3、电容c30、电容c31的另一端接地，电阻r19的另一端通过电容c27接反相器u7的输出端。

21、进一步的，上述的小型化自校准晶体振荡器中：单片机采用型号为gd32f350gx单片机。

22、本发明只使用一个单片机来实现自校正功能，从而使得晶振整体的尺寸减小，最小可达到10mm*10mm。

23、以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。

技术特征：

1.一种小型化自校准晶体振荡器，包括晶体，其特征在于：还包括单片机、频率调节电路和外部秒脉冲输入信号；

2.根据权利要求1所述的小型化自校准晶体振荡器，其特征在于：所述的频率调节电路包括变容二极管d1、变容二极管d2、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电容c32、电容c33、电容c34；

3.根据权利要求1所述的小型化自校准晶体振荡器，其特征在于：所述晶体为所述单片机提供外部时钟，包括100m晶体y1和振荡电路，所述的振荡电路包括反相器u7、反相器u8和上升沿触发d型触发器u5；一个电感l1跨接在晶体y1的1、3引脚之间，晶体y1的2、4引脚接地，晶体y1的引脚1通过第一滤波电路滤波后接反相器u7的输入端，晶体y1的引脚3通过第二滤波电路滤波后接反相器u7的输出端，反相器u7的输出端通过耦合电容c24耦合到反相器u8的输入端，反相器u8输出端通过耦合电容c17耦合到上升沿触发d型触发器u5的clk端，上升沿触发d型触发器u5的输出时钟信号(sysclk)接单片机。

4.根据权利要求3所述的小型化自校准晶体振荡器，其特征在于：反相器u7和反相器u8均采用型号为sn74ahc1g04的单路2v至5.5v反相器。

5.根据权利要求3所述的小型化自校准晶体振荡器，其特征在于：上升沿触发d型触发器u5采用型号为sn74lvc1g80的上升沿触发d型触发器。

6.根据权利要求3所述的小型化自校准晶体振荡器，其特征在于：所述的第一滤波电路包括电感l2、电容c26、电容c28、电容c29、电阻r23；晶体y1的引脚1通过电感l2接并联电容c28和电容c29的一端，并联电容c28和电容c29的另一端接电阻r23和电容c26的一端，电阻r23的另一端接地，电容c26的另一端接反相器u7的输入端。

7.根据权利要求3所述的小型化自校准晶体振荡器，其特征在于：所述的第二滤波电路包括电感l3、电容c30、电容c31、电容c27、电阻r19；晶体y1的引脚3分别与电感l3、电容c30、电容c31、电阻r19的一端相连，电感l3、电容c30、电容c31的另一端接地，电阻r19的另一端通过电容c27接反相器u7的输出端。

8.根据权利要求1至7中任一所述的小型化自校准晶体振荡器，其特征在于：单片机采用型号为gd32f350gx单片机。

技术总结
本发明提供一种小型化自校准晶体振荡器，包括晶体，还包括单片机、频率调节电路和外部秒脉冲输入信号；所述外部秒脉冲输入信号接入所述单片机；所述晶体为所述单片机提供外部时钟；所述单片机利用频率调节电路为晶体调节频率。本发明只使用一个单片机来实现自校正功能，从而使得晶振整体的尺寸减小，最小可达到10mm*10mm。

技术研发人员：郭力友,孙毅,何颖俊,官国阳,刘景虎
受保护的技术使用者：广东圣大通信有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5