[发明专利]一种基于电压变化量的晶体振荡器抗振补偿装置及方法

权利要求书

1.一种基于电压变化量的晶体振荡器抗振补偿装置，其特征在于，包括依次连接并形成闭环结构的压控晶体振荡器、功分器、微处理器、数模转换器、滤波器以及加法器；

所述压控晶体振荡器用于产生稳定的振荡频率信号并将其输出至功分器；

所述功分器用于将压控晶体振荡器的输出信号分为两路，其中一路作为所述晶体振荡器抗振补偿装置的输出信号，另一路输出至微处理器；

所述微处理器用于采集压控晶体振荡器的标称频率f₀和实时输出频率建立振动条件下压控晶体振荡器的实时输出频率与所需补偿电压变化量ΔV_c的对应关系表并根据压控晶体振荡器的实时输出频率向数模转换器发送补偿电压变化量ΔV_c的编码信息；所述实时输出频率表示为：

其中，表示振动加速度，表示晶体振荡器的加速度灵敏度，f₀表示晶体振荡器无振动条件静态时的输出频率，表示晶体振荡器在振动加速度为时的输出频率；

所述数模转换器用于根据补偿电压变化量ΔV_c的编码信息生成补偿电压变化量ΔV_c；

所述滤波器用于滤除补偿电压变化量ΔV_c中的噪声信号；

所述加法器用于对补偿电压变化量ΔV_c和加载到压控晶体振荡器的压控电压ΔV_c0进行求和运算，得到补偿电压V_c，通过补偿电压V_c实现对压控晶体振荡器的补偿；

所述加法器包括运算放大器芯片U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述运算放大器芯片U1的同相输入端分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端以及电阻R4的一端连接，其反相输入端与电阻R5的一端连接，所述电阻R2的另一端作为加法器的第一输入端，输入压控电压，所述电阻R3的另一端作为加法器的第二输入端，输入补偿电压变化量，所述电阻R4的另一端与运算放大器芯片U1的输出端连接，并作为加法器的输出端，输出补偿电压，所述电阻R5的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的晶体振荡器抗振补偿装置，其特征在于，所述滤波器包括电阻R1和电容C1，所述电阻R1的一端作为滤波器的输入端与数模转换器的输出端连接，其另一端与电容C1的一端连接，并作为滤波器的输出端与加法器的第二输入端连接，所述电容C1的另一端接地。

3.一种基于电压变化量的晶体振荡器抗振补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、非振动条件下，在压控晶体振荡器的电压控制端施加压控电压ΔV_c，使其输出标称频率f₀，并采用微处理器采集所述标称频率f₀；

S2、根据标称频率f₀，通过微处理器建立振动条件下压控晶体振荡器的实时输出频率与所需补偿电压变化量ΔV_c的对应关系表

S3、在振动条件下，通过功分器将压控晶体振荡器的实时输出频率分为两路，其中一路作为晶体振荡器抗振补偿装置的输出信号，另一路输出至微处理器；所述实时输出频率表示为：

其中，表示振动加速度，表示晶体振荡器的加速度灵敏度，f₀表示晶体振荡器无振动条件静态时的输出频率，表示晶体振荡器在振动加速度为时的输出频率；

S4、通过微处理器采集压控晶体振荡器的实时输出频率并根据实时输出频率通过查找对应关系表得到所需补偿电压变化量ΔV_c的编码信息，并将所述编码信息发送至数模转换器；

S5、根据补偿电压变化量ΔV_c的编码信息，通过数模转换器生成补偿电压变化量ΔV_c；

S6、采用滤波器对补偿电压变化量ΔV_c进行滤波提纯，滤除补偿电压变化量ΔV_c中的噪声信号；

S7、采用加法器对滤波提纯后的补偿电压变化量ΔV_c和加载到压控晶体振荡器的压控电压ΔV_c0进行求和运算，得到补偿电压V_c；

S8、将补偿电压V_c输出至压控晶体振荡器，实现对压控晶体振荡器输出信号的频率调整，实现补偿。

4.根据权利要求3所述的晶体振荡器抗振补偿方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下分步骤：

S21、改变压控晶体振荡器的振动条件，使其振动加速度为通过微处理器采集此时压控晶体振荡器的实时输出频率

S22、调节压控晶体振荡器的压控电压至V_ci，使得压控晶体振荡器的实时输出频率重新变为标称频率f₀；

S23、记录下实时输出频率及其对应压控电压V_ci与V_c0的差值ΔV_ci；

S24、重复步骤S21～S23，记录得到N对数据，从而建立振动条件下压控晶体振荡器的实时输出频率与所需补偿电压变化量ΔV_c的对应关系表其中i＝1,2,...,N，N为建立对应关系表所需的数据量。