溫補(bǔ)振蕩器應(yīng)用

溫補(bǔ)振蕩器(TCXO)是利用附件的溫度補(bǔ)償電路以減少環(huán)境溫度對(duì)振蕩頻率的影響。TCXO利用熱敏電阻的溫度敏感性，當(dāng)溫度變化時(shí)，熱敏電阻的阻值和容性負(fù)載同時(shí)發(fā)生變化，而容性負(fù)載的變化會(huì)改變振蕩頻率，從而實(shí)現(xiàn)的對(duì)振蕩頻率的修正。頻率精度和溫度特性遠(yuǎn)高于普通振蕩器，比恒溫晶振差，但不需預(yù)熱，功耗低，從而在野外作業(yè)，移動(dòng)設(shè)備，通訊導(dǎo)航設(shè)備中廣泛應(yīng)用。

溫補(bǔ)振蕩器類型

（1）直接補(bǔ)償型 直接補(bǔ)償型TCXO是由熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補(bǔ)償電路，在振蕩器中與石英晶體諧振器振子串聯(lián)而成的。在溫度變化時(shí)，熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯(lián)電容容值相應(yīng)變化，從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。該補(bǔ)償方式電路簡(jiǎn)單，成本較低，節(jié)省印制電路板（PCB）尺寸和空間，適用于小型和低壓小電流場(chǎng)合。但當(dāng)要求晶體振蕩器精度小于±1pmm時(shí)，直接補(bǔ)償方式并不適宜。

（2）間接補(bǔ)償型 間接補(bǔ)償型又分模擬式和數(shù)字式兩種類型。模擬式間接溫度補(bǔ)償是利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度－電壓變換電路，并將該電壓施加到一支與晶體振子相串接的變?nèi)荻O管上，通過晶體振子串聯(lián)電容量的變化，對(duì)晶體振子的非線性頻率漂移進(jìn)行補(bǔ)償。該補(bǔ)償方式能實(shí)現(xiàn)±0.5ppm的高精度，但在3V以下的低電壓情況下受到限制。數(shù)字化間接溫度補(bǔ)償是在模擬式補(bǔ)償電路中的溫度—電壓變換電路之后再加一級(jí)模/數(shù)（A/D）變換器，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償，使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高，但具體的補(bǔ)償電路比較復(fù)雜，成本也較高，只適用于基地站和廣播電臺(tái)等要求高精度化的情況。

溫補(bǔ)晶振應(yīng)用

由于TCXO具有較高的頻率穩(wěn)定度，而且體積小，在小電流下能夠快速啟動(dòng)，其應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)擴(kuò)展到移動(dòng)通信系統(tǒng)。如智能手機(jī)、GPS、導(dǎo)航、無線通訊模塊、機(jī)站等。

北京晶宇興科技的溫補(bǔ)晶振產(chǎn)品性能穩(wěn)定、精度高等也廣泛應(yīng)用到一些移動(dòng)通訊產(chǎn)品領(lǐng)域、較適合于GPS，導(dǎo)航、以及通訊系統(tǒng)，智能電話等多種行業(yè)。

溫補(bǔ)振蕩器工作的原理

首先了解晶體的數(shù)學(xué)模型,用負(fù)阻的方法分析了石英晶體振蕩器的起振原理以及補(bǔ)償方法,設(shè)計(jì)了數(shù)字電容陣列可調(diào)頻率晶體振蕩電路,實(shí)現(xiàn)了頻率簡(jiǎn)單可控.帶隙測(cè)溫電路采用了LDO供電和cascode結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了輸出溫度電壓具有高抑制比和準(zhǔn)確性.模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC采用了12位逐次逼近型電路,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單精度適中.LDO為測(cè)溫電路提供了穩(wěn)定的工作電源保證了輸出信號(hào)的穩(wěn)定,通過間斷性地工作實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的低功耗. 隨著CMOS技術(shù)的發(fā)展,上述的各種電路都可以集成在一塊芯片里面.本文基于集成電路設(shè)計(jì)工具Cadence的軟件環(huán)境,和SMIC的0.35um工藝,設(shè)計(jì)了以上電路,并得到了結(jié)果,驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的可行性.