一種溫度補償晶體振蕩器芯片的設計——算法分析及補償、修調電路設計.pdf

1、電子技術發(fā)展至今，出現(xiàn)眾多獲取頻率源的方法，其中晶體振蕩器（又稱：石英晶體諧振器）由于具有良好的頻率穩(wěn)定性而一直作為主要的精確頻率源來使用。同時，隨著便攜式電子產(chǎn)品（如：通訊設備等）的飛速發(fā)展，對頻率源的精確性提出越來越高的要求，但是由于晶體本身所固有的溫度特性，其振蕩頻率隨溫度變化呈近似的三次曲線關系離散，影響其應用的溫度范圍，成為制約其應用的一種因素。因此為在較寬溫度范圍內(nèi)獲得更高穩(wěn)定性的精確頻率源，通常采用兩種方法獲得精確頻率源：

2、溫度控制和溫度補償。 溫度控制通過將振蕩器中敏感元件置于恒溫槽中，對于晶體振蕩器來說就是將晶體置于設定了一定溫度的烘箱中，從而避免溫度對振蕩器產(chǎn)生影響。通過該方法可獲得極為精確的頻率穩(wěn)定度。但是體積大，功耗高，不利于便攜式產(chǎn)品的應用。 另一種方法是通過溫度探測器件得到溫度信號，利用電路產(chǎn)生和溫度頻率離散相反的近似三次函數(shù)電壓，將該電壓施加于壓控晶體振蕩器（Voltage Controlled Crystal Oscill

3、ators，VCXO）中，構成溫度補償晶體振蕩器（Temperature Compensation Crystal Oscillator，TCXO），從而抵消頻率隨溫度的離散。該方法成本低，功耗、體積小，可方便的應用于各類電子產(chǎn)品中。 本文介紹了一種模擬溫度補償晶體振蕩器芯片的設計，該芯片利用集成電路制造工藝，將模擬補償電路及壓控晶體振蕩器集成于一顆芯片中，使晶體在使用時只需和一顆芯片搭配使用（可封裝于同一個管殼內(nèi)），即可在較寬

4、溫度范圍內(nèi)提供高精度的頻率源。并通過芯片內(nèi)嵌的EEPROM及ROM對補償特性的修調，可進一步提高其補償精度。由于芯片具有集成度高、面積小、補償溫度范圍寬、功耗低等特點，可作為數(shù)字網(wǎng)絡、通訊和各種便攜式電子產(chǎn)品等的精確頻率源使用。 論文從以下角度對芯片實現(xiàn)作出介紹： 首先，分析晶體負載電容對其振蕩頻率的影響，闡述芯片實現(xiàn)溫度補償?shù)脑砑八惴ā?其次，通過芯片結構框圖對芯片功能的實現(xiàn)作出說明，并詳細介紹芯片產(chǎn)生補償電