一種高精度溫度補償晶體振蕩器的算法研究及電路實現(xiàn).pdf

1、近年來,無線通訊設備以及便攜式電子產(chǎn)品已經(jīng)深入到人們生活的方方面面,對頻率源提出了穩(wěn)定度更高、功耗更低、集成度更高的要求。溫度補償晶體振蕩器(TCXO)作為目前應用最為廣泛的頻率源,其市場需求正在迅速擴大。然而在這個領域的研究上我國與國外先進水平存在較大差距,國內(nèi)溫補晶振市場基本上被國外廠商所壟斷。因此,對高性能溫度補償晶體振蕩器的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　本論文系統(tǒng)闡述了溫度補償晶體振蕩器的基本原理和實現(xiàn)方法:從石英晶體

2、基本特性和模型入手,對石英晶體的頻率—溫度特性、晶體振蕩器的工作原理以及電路設計中的一些關鍵技術進行了詳細介紹;并針對已有的一種間接模擬補償算法進行了改進,利用關于溫度呈五次多項式的函數(shù)來模擬石英晶體的頻率—溫度特性,通過模擬溫度補償電路產(chǎn)生一個與溫度變化呈五次方的補償電壓,對VC XO的頻率偏移進行補償,并以此為依據(jù)設計了一款溫度補償晶體振蕩器(TCXO)芯片。芯片子模塊有帶隙基準電路、五次方補償電壓產(chǎn)生電路、修調電路、VCXO電路。

3、其中,基準電路采用共源共柵結構,有效提高了基準電壓的PS RR。五次方補償電壓產(chǎn)生電路利用差分放大器輸出電流和輸入電壓的關系產(chǎn)生一個與溫度呈五次方的電壓,對石英晶體的頻率—溫度特性進行補償,實現(xiàn)高穩(wěn)定度的頻率輸出。針對具體晶體的切角偏差以及不同規(guī)格石英晶體模型參數(shù)的不同,芯片設計了修調電路對五次方電壓各項系數(shù)、中心點電壓、VC XO偏置電流、基準電壓等參數(shù)進行調整。各參數(shù)的修調數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)部集成的EEPROM內(nèi),可通過數(shù)字控制邏輯對芯片