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温补振荡器简介

温补振荡器即温度补偿石英晶体振荡器。它不采用恒温槽而用补偿方法提高其频率稳定度，优点是不预热，体积小，重量轻，耗电量小，开机即能工作。补偿后在宽温度范围内，频率的相对变化可达5X10-6-5X10-7，适用于各种小型电台和野外测试仪器作标准频率源。

由于普通晶体振荡器受环境温度影响较大，恒温晶体振荡器的体积和功耗又比较大对于中等精度的要求，温度补偿晶体振荡器是一种可取的方案。这种振荡器的频率稳定度在10-6-10-7量级，开机却能工作。近几年来，温补技术发展很快，应用也日益广泛。

温补振荡器应用

温补振荡器(TCXO)是利用附件的温度补偿电路以减少环境温度对振荡频率的影响。TCXO利用热敏电阻的温度敏感性，当温度变化时，热敏电阻的阻值和容性负载同时发生变化，而容性负载的变化会改变振荡频率，从而实现的对振荡频率的修正。频率精度和温度特性远高于普通振荡器，比恒温晶振差，但不需预热，功耗低，从而在野外作业，移动设备，通讯导航设备中广泛应用。

温补振荡器组成

温度补偿晶体振荡器的温度-电压补偿码特性曲线测试系统,给出了测试系统的总体设计方案,测试服务器的软硬件设计方法和基于事件驱动的计算机测试软件模型.测试系统由计算机,测试服务器,高低温试验箱和高精度数字频率计等组成,由人工方式设置温箱温度,恒温时间,采用人工或自动方式选择待测数字温度补偿振荡器试件,提取待测数字温度补偿振荡器的温度码和按温度频率稳定度设定补偿电压码,自动生成数字温度补偿电路所需的Intel-HEX格式的单片机机器码文件.实验结果表明,设计的测试系统能够满足高精度数字温度补偿振荡器批量生产的需要.

温补振荡器工作的原理

首先了解晶体的数学模型,用负阻的方法分析了石英晶体振荡器的起振原理以及补偿方法,设计了数字电容阵列可调频率晶体振荡电路,实现了频率简单可控.带隙测温电路采用了LDO供电和cascode结构,实现了输出温度电压具有高抑制比和准确性.模数转换器ADC采用了12位逐次逼近型电路,结构简单精度适中.LDO为测温电路提供了稳定的工作电源保证了输出信号的稳定,通过间断性地工作实现整个系统的低功耗. 随着CMOS技术的发展,上述的各种电路都可以集成在一块芯片里面.本文基于集成电路设计工具Cadence的软件环境,和SMIC的0.35um工艺,设计了以上电路,并得到了结果,验证了本设计的可行性.