[發明專利]溫度補償晶體振蕩器

有效

• 申請號: 200910041165.2
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN101610081A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 劉朝勝
• 申請（專利權）人: 東莞市大普通信技術有限公司
• 主分類號: H03L1/02
• 分類號: H03L1/02;G05B19/042
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術領域

本發明涉及晶體振蕩器領域，更具體地涉及一種具有壓控溫度補償晶體振 蕩器(Voltage?Controled?Xtal?Oscillator，VCXO)。

背景技術

隨著社會的發展，晶體振蕩器由于其具有較高的頻率穩定性，已成為電子 通信行業必備的部件。目前，晶體振蕩器行業內常用的溫度補償晶體振蕩器， 是一種通過改變晶體振蕩器壓控電壓來引進補償以提高其穩定性的晶體振蕩 器。

目前，通用的補償方式分為模擬補償和數字補償兩種。用的最多的是在溫 度補償晶體振蕩器的前端加一溫度補償電阻網絡，這屬于一種模擬補償方式， 這種增加溫度補償電阻網絡的方法，由于受熱敏電阻和固定電阻值影響很大， 產品在-40℃～85℃的溫度范圍內頻率穩定度只能達到±1～±2.5ppm。隨著市場 需求更加高穩定性的壓控晶振，穩定度在±1～±2.5ppm的壓控晶振已經不能滿足 需求，在這種情況下，具有數字補償方式的晶體振蕩器應運而生。該種晶體振 蕩器能比較精確地進行電壓的補償，以保持所述電壓控制晶體振蕩器保持在一 個較為穩定的頻率范圍內。

然而，采用數字補償通常會使用單片機，同時采用低功耗編程技術以降低 晶體振蕩器的功耗，但是晶體振蕩電路為模擬電路，如果采用數字補償手段， 采用同一電源供電時，溫度補償網絡會對晶體振蕩回路產生干擾，導致溫度補 償晶體振蕩器的相噪不良，從而影響晶體振蕩器輸出頻率的穩定性。

因此，急需一種低噪聲、低功耗、高穩定的溫度補償晶體振蕩器。

發明內容

本發明的目的在于提供一種將數字電路電源和模擬電路電源分開以實現低 噪聲、低功耗的溫度補償晶體振蕩器。

為了達到上述目的，本發明提供了一種溫度補償晶體振蕩器，包括電源電 路、晶體振蕩電路、數字補償電路以及第一穩壓電路，所述第一穩壓電路電連 接所述電源電路和所述晶體振電路，所述數字補償電路包括測溫電路、單片機 以及數模轉換電路，所述單片機連接所述測溫電路與所述數模轉換電路，所述 數模轉換電路與所述晶體振蕩電路電連接，其特征在于：還包括至少一組第二 穩壓電路，所述第二穩壓電路電連接所述電源電路與所述數字補償電路。

與現有技術相比，本發明溫度補償晶體振蕩器中由于在數字補償電路與電 源電路之間增加了第二穩壓電路，使得模擬電源電路與數字電源電路相互獨立， 即：晶體振蕩電路的電源電路與數字補償電路的電源電路相互獨立。一方面， 避免數字補償電路對晶體振蕩電路所產生的干擾，改善溫度補償晶體振蕩器的 相噪比，降低溫度補償晶體振蕩器的功耗；另一方面，使用數字補償電路能夠 更加精確地對晶體振蕩器進行溫度補償，以電壓控制所述晶體振蕩器，使其頻 率輸出保持在一個穩定的頻率范圍內，提高溫度補償晶體振蕩器的溫度穩定度。

較佳地，所述單片機采用溫度比例-積分-微分控制算法及擬合算法，對晶體 振蕩電路進行補償。

較佳地，所述單片機采用差分形式收發信號。

較佳地，本發明的溫度補償晶體振蕩器還包括低噪電路，所述低噪電路連 接在所述數字補償電路與所述晶體振蕩電路之間。

本發明還提供了一種溫度補償晶體振蕩器，包括電源電路、晶體振蕩電路、 數字補償電路以及穩壓電路，所述穩壓電路電連接所述電源電路和所述晶體振 蕩電路，所述數字補償電路包括測溫電路、單片機以及數模轉換電路，所述單 片機連接所述測溫電路與所述數模轉換電路，所述數模轉換電路與所述晶體振 蕩電路電連接，其特征在于：還包括隔離網絡，所述隔離網絡連接在所述穩壓 電路與所述數字補償電路之間。

與現有技術相比，本發明由于在穩壓電路與數字補償電路之間增加了隔離 網絡，使得晶體振蕩電路的供電通路與數字補償電路的供電通路相互隔離而獨 立；避免數字補償電路對晶體振蕩電路所產生的干擾，改善溫度補償晶體振蕩 器的相噪比，同時采用低功耗編程技術降低溫度補償晶體振蕩器的功耗，提高 溫度補償晶體振蕩器輸出頻率的穩定性、提高輸出信號質量。

在本發明的一個實施例中，所述隔離網絡包括低壓差線性穩壓器與電容， 所述LDO(Low?Dropout?Regulator，低壓差線性穩壓器)電連接所述穩壓電路與 所述數字補償電路，所述LDO通過所述電容接地。

在本發明的另一個實施例中，所述隔離網絡包括直流/交流轉換器，所述直 流/交流轉換器電連接所述穩壓電路與所述數字補償電路。