电能表RTC模块的补偿校准装置的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种应用在电能表中RTC模块的补偿校准方法及装置。该专利由国家电网公司申请，并于2018年8月31日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及电力仪器仪表技术领域，特别涉及一种应用在电能表中RTC （Real-TIme Clock，实时时钟）模块的补偿校准方法及装置。

发明背景

对于大多数对时间精确度要求较高的系统来说，RTC模块式必不可少的实时时钟生成模块，它可以为芯片提供精确地实时时钟。RTC模块一般会外挂晶体，根据晶体的固有振荡频率输出时钟信号，其结构比较简单，成本较低。但是晶体的振荡频率受到温度影响，其振荡频率会有一定的偏移，造成分频后的时钟失准，因此，在应用中需要根据晶体的温度漂移特性对RTC模块输出时钟信号进行校准。

为了使RTC模块的输出时钟达到实时时钟的要求，现有技术的很多方法都采用对分频时钟频率补偿的方式提高RTC模块输出时钟的精确度。其中，最为广泛采用的是，在每次补偿周期都测量晶体的温度，然后根据晶体振荡的温度漂移特性将振荡的偏移量，即补偿参数补偿到RTC模块输出时钟里。

但由于受到补偿模块中最小补偿单位的限制，不能精确的将每个周期的偏移量完全补偿到实时时钟里去，会留下补偿余数，造成微小的补偿偏差。在单个时钟校准周期中，这种微小的补偿余数对时钟精确度影响不大，但多个周期累积起来的偏差会对时钟的精确性造成不能忽视的影响。

发明内容

为了解决现有技术中对RTC模块的补偿方法容易产生的补偿余数累积误差、无法满足高精度的要求等技术问题，本发明提出一种应用在电能表中RTC模块的补偿校准方法及装置。

一种应用在电能表中RTC模块的补偿校准方法，包括：根据测量的RTC模块的晶体温度获取时钟校准所需的补偿参数；根据所述补偿参数和RTC模块的最小补偿单位计算补偿校准值和补偿余数；根据所述补偿校准值和所述补偿余数对RTC模块的时钟频率进行校准。

优选地，在第一个补偿周期中，所述根据所述补偿校准值和所述补偿余数对RTC模块的时钟频率进行校准，具体包括：按照所述补偿校准值对所述RTC模块的时钟频率进行校准，并存储所述补偿余数。

在第n个补偿周期中，根据所述补偿参数和RTC模块的最小补偿单位计算补偿校准值和补偿余数，具体包括：根据第n-1个补偿周期存储的补偿余数、第n个补偿周期获取的补偿参数和RTC模块的最小补偿单位计算第n补偿周期的补偿校准值和补偿余数。

所述根据第n-1个补偿周期存储的补偿余数、第n个补偿周期获取的补偿参数和RTC模块的最小补偿单位计算第n补偿周期的补偿校准值和补偿余数，具体包括：an+mn-1=nn*b+mn。其中，n为大于1的自然数，an代表第n个补偿周期获取的补偿参数，mn-1代表第n-1个补偿周期存储的补偿余数，nn代表RTC模块的最小补偿单位，b代表RTC模块的最小补偿单位的整数倍，mn代表第n个补偿周期的补偿余数。

在第n个补偿周期中，所述根据所述补偿校准值和所述补偿余数对RTC模块的时钟频率进行校准，具体包括：按照所述第n个补偿周期的补偿校准值对所述RTC模块的时钟频率进行校准，并存储所述第n个补偿周期的补偿余数。

所述存储所述第n个补偿余数具体包括：用第n个补偿周期的补偿余数覆盖第n-1个补偿周期的补偿余数。

一种应用在电能表中RTC模块的补偿校准装置，包括：温度测量模块，用于根据测量的RTC模块的晶体温度获取时钟校准所需的补偿参数；控制模块，用于根据所述补偿参数和RTC模块的最小补偿单位计算补偿校准值和补偿余数，并根据所述补偿校准值和所述补偿余数对RTC模块的时钟频率进行校准。

所述控制模块，具体用于在第一个补偿周期中，按照所述补偿校准值对所述RTC模块的时钟频率进行校准，并将所述补偿余数存入存储模块；所述存储模块，用于存储所述补偿余数。所述控制模块，还具体用于在第n个补偿周期中，根据第n-1个补偿周期存储的补偿余数、第n个补偿周期获取的补偿参数和RTC模块的最小补偿单位计算第n补偿周期的补偿校准值和补偿余数。

优选地，所述控制模块，还具体用于在第n个补偿周期中，按照所述第n个补偿周期的补偿校准值对所述RTC模块的时钟频率进行校准，并存储所述第n个补偿周期的补偿余数。所述控制模块，具体用于用第n个补偿周期的补偿余数覆盖存储模块中存储的第n-1个补偿周期的补偿余数。

本实施例提供的方案中，通过采用在每次的补偿周期将之前多个补偿周期的累积余数误差考虑进去，再进行当次的补偿校准的技术手段，解决了现有技术中，普通的RTC补偿方法无法满足对实时时钟精度要求较高的系统需求的技术问题，并取得可减小累积误差对实时时钟精度的影响，提供RTC模块时钟精确度的技术效果。