一種晶體振蕩器的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種晶體振蕩器的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，采用傅里葉函數(shù)基進(jìn)行擬合，實(shí)驗(yàn)證明，傅里葉函數(shù)基包含有更為豐富的高次信息，這樣，采用傅里葉函數(shù)基擬合補(bǔ)償曲線，同等參數(shù)個(gè)數(shù)下，可以含有更為豐富的高次信息，從而可以獲得更高的溫度補(bǔ)償精度。此外，本發(fā)明晶體振蕩器的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，在上位機(jī)(PC)和ARM控制單元實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)通信，這種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)得到的控制電壓V已經(jīng)考慮了溫度補(bǔ)償振蕩器電路的實(shí)際工作狀態(tài)效應(yīng)和溫度補(bǔ)償振蕩器內(nèi)部參考電壓的精度是不夠的這兩種效應(yīng)的影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種晶體振蕩器的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于晶體振蕩器【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種晶體振蕩器 (TemperatureCompensateCrystalOscillator,以下簡(jiǎn)稱(chēng)TCXO)的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，用于改 善溫度補(bǔ)償，提高晶體振蕩器輸出頻率的穩(wěn)定性。

【背景技術(shù)】
[0002] 晶體振蕩器廣泛應(yīng)用于電子信息產(chǎn)業(yè)，精密的晶體振蕩器對(duì)通信、電子儀器、航空 航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展有重要作用。
[0003] 隨著環(huán)境溫度的變化，晶體振蕩器輸出頻率會(huì)發(fā)生漂移。這種輸出頻率隨溫度變 化的情況如圖1所示，通常定義這種圖形為頻率一溫度特性曲線。
[0004] 為了改善振蕩器的頻率溫度特性，人們采用了許多補(bǔ)償辦法，其中，微機(jī)補(bǔ)償晶體 振蕩器（MicrocomputerCompensatedCrystalOscillator,簡(jiǎn)稱(chēng)MCX0)就是其中之一。 其思路是，在不同的溫度點(diǎn)，加載不同電壓于晶體振蕩器的負(fù)載變?nèi)荻O管上，以便于將晶 體振蕩器輸出頻率拉回到固定的值，通常命名此時(shí)的加載電壓為補(bǔ)償電壓。補(bǔ)償電壓隨溫 度變化的曲線，如圖2所示。將補(bǔ)償曲線導(dǎo)入MCX0,工作時(shí)，MCX0以補(bǔ)償曲線為依據(jù)，根據(jù) 溫度傳感器獲取的溫度信息輸出相應(yīng)的補(bǔ)償電壓，從而達(dá)到修正晶體振蕩器輸出頻率的目 的。
[0005] 但是補(bǔ)償曲線的采樣點(diǎn)是有限的，如圖2中，方框所示位置，就是實(shí)驗(yàn)獲取的采 樣點(diǎn)。對(duì)于采樣點(diǎn)之間的位置，可采用直線段插值的方法來(lái)填充（MQLi，XHHuang，"A novelmicrocomputertemperature-compensatingmethodforanovertonecrystal oscillator"，IEEEtransactiononferroelectricsandfrequencycontrol,vol.52,N 0. 11，pp. 1919-1922, 2005)。也可采用其他擬合插值的方法來(lái)填補(bǔ)采樣點(diǎn)與采樣點(diǎn)之間的空 間，以提高精度。例如MicroAnalogSystems公司出品的MAS6279、MAS6270采用多項(xiàng)式擬 合插值來(lái)填補(bǔ)采樣點(diǎn)與采樣點(diǎn)之間的空間。即采用多項(xiàng)式函數(shù)基來(lái)擬合，且是5次多項(xiàng)式 或者3次多項(xiàng)式。

【權(quán)利要求】
1. 一種晶體振蕩器的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，包括壓控晶體振蕩器、溫度傳感器、ARM控制單 元，其特征在于： 使用中，控制溫箱到具體的溫度點(diǎn)，PC (個(gè)人計(jì)算機(jī)）通過(guò)ARM控制單元讀取溫度傳感 器采集的溫箱溫度即壓控晶體振蕩器的環(huán)境溫度，同時(shí)通過(guò)頻率計(jì)讀出輸出頻率；PC通過(guò) ARM控制單元輸出補(bǔ)償電壓到壓控晶體振蕩器的負(fù)載變?nèi)荻O管上，使得輸出頻率保持在 設(shè)定值； 依次改變溫箱溫度，并輸出補(bǔ)償電壓進(jìn)行補(bǔ)償，該樣得到一組溫度一補(bǔ)償電壓數(shù)據(jù)； 其特征在于，PC根據(jù)所述的一組溫度一補(bǔ)償電壓數(shù)據(jù)，用傅里葉函數(shù)基進(jìn)行擬合，得到 函數(shù)基的參數(shù)，然后送入ARM控制單元； ARM控制單元根據(jù)函數(shù)基的參數(shù)，計(jì)算得到補(bǔ)償曲線； 在使用時(shí)，ARM控制單元通過(guò)溫度傳感器獲得溫箱溫度，然后W補(bǔ)償曲線為依據(jù)，根據(jù) 溫箱溫度查找補(bǔ)償電壓，并經(jīng)補(bǔ)償電壓加載到控晶體振蕩器的負(fù)載變?nèi)荻O管上，修正晶 體振蕩器輸出頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述擬合函數(shù)基采用傅立葉函數(shù)基， 在本例中所述傅里葉函數(shù)基擬合采用的是6參數(shù)，即； f (X) = a〇+aiC〇s (CO X) +bisin (CO X) +32〇〇8(2CO X) +b2sin(2CO X) 其中，X為壓控晶體振蕩器的環(huán)境溫度，f(X)為輸出的補(bǔ)償電壓，《、3。、31、32、61、62為 需要擬合的參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述壓控晶體振蕩器的工作泛音次 數(shù)可為基頻，也可為3次和5次等高次泛音。
【文檔編號(hào)】H03L1/02GK104467816SQ201410836521
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】付瑋, 劉 東, 黃顯核 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)