[發(fā)明專利]一種減少微機(jī)溫度補償石英晶體振蕩器啟動時間的方法與電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010592653.5
• 申請日: 2010-12-14
• 公開（公告）號: CN102064764A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路青起;周蕓;劉繼勇;王青岳;郭全民
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微機(jī)溫度補償石英晶體振蕩器，更具體地說，本發(fā)明涉及減少微機(jī)溫度補償石英晶體振蕩器啟動時間的方法與電路。

背景技術(shù)

環(huán)境溫度的變化會使石英晶體振蕩器的震蕩頻率發(fā)生微小的漂移，為了減小這個漂移在石英晶體諧振器的支路中串聯(lián)了一個變?nèi)荻O管，通過調(diào)整變?nèi)荻O管兩端所加的反向電壓可以改變變?nèi)荻O管的等效電容，而所述變?nèi)荻O管的等效電容的變化會導(dǎo)致所述石英晶體振蕩器震蕩頻率的變化；單片機(jī)由溫度傳感器測得溫度數(shù)據(jù)，依據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)查表或者插值運算獲得補償電壓數(shù)據(jù)，將所述補償電壓數(shù)據(jù)送往D/A轉(zhuǎn)換器，在所述D/A轉(zhuǎn)換器輸出端得到加于變?nèi)荻O管的補償電壓，將所述補償電壓以反向偏置的方式施加于所述變?nèi)荻O管，既可將所述石英晶體振蕩器的震蕩頻率拉回到標(biāo)稱值。而所述單片機(jī)依據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)查表或者插值運算所需的數(shù)據(jù)是通過將所述石英晶體振蕩器置于各種不同的溫度條件下測試所獲得的，以上就是微機(jī)溫度補償石英晶體振蕩器的工作原理。由于所述補償電壓產(chǎn)生于數(shù)字系統(tǒng)含有微小抖動的成分，所述微小抖動的成分會使得所述微機(jī)溫度補償石英晶體振蕩器的震蕩頻率出現(xiàn)短時不穩(wěn)，而所述震蕩頻率的短時不穩(wěn)表現(xiàn)在技術(shù)參數(shù)上為相位噪聲，所述震蕩頻率的短時不穩(wěn)越大則所述相位噪聲也越大技術(shù)指標(biāo)也越低。為了提高所述相位噪聲指標(biāo)在所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端要加一個由電阻和電容所構(gòu)成的低通RC電路以降低所述補償電壓中所含微小抖動的成分，在需要更小的相位噪聲情況下需要進(jìn)一步降低D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓的微小抖動，通常出于對體積、功耗以及可靠性等的要求人們不愿意提高電路的復(fù)雜程度而可以用增大所述低通RC電路中電容C的容量的方法解決，可是這樣一來當(dāng)開機(jī)啟動時D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓必須先向所述電容C充電，經(jīng)過一個足夠長的時間所述變?nèi)荻O管兩端所加的反向電壓才能夠達(dá)到預(yù)期的數(shù)值，有時啟動時間可達(dá)30秒以上，在有些場合這樣的情況是不能容許的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是以加快所述電容C的充電速度來減少所述情況下微機(jī)溫度補償石英晶體振蕩器的啟動時間。

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點提供了一種減少微機(jī)溫度補償石英晶體振蕩器啟動時間的方法與電路，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：所述單片機(jī)依據(jù)所述溫度補償控制電壓數(shù)據(jù)經(jīng)過查表或計算得到A點電壓數(shù)據(jù)，將所述A點電壓數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到A點電壓U_A，將所述A點電壓U_A加于A點一個時間長度T后切斷通路，所述時間長度T等于5至15倍的時間常數(shù)τ，所述時間常數(shù)τ＝R_O×C，所述R_O是D/A轉(zhuǎn)換器和電子開關(guān)總共的輸出電阻，所述C為電容C_A的數(shù)值。

本發(fā)明還可以用這樣的方法：先將所述電壓U_A加于A點經(jīng)過所述時間T后切斷通路，緊接著再將所述電壓U_k加于k端。

本發(fā)明也可以用這樣的方法：先將所述電壓U_k加于k端，再將所述電壓U_A加于A點經(jīng)過所述時間T后切斷U_A與A點的通路。

本發(fā)明亦可以用以下方法：先將所述電壓U_A加于A點，緊接著將所述電壓U_k加于k端，直至到達(dá)所述時間T后切斷U_A與A點的通路。

本發(fā)明可以使用以下電路：使用一個D/A轉(zhuǎn)換器，所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出連接于k端，所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出還經(jīng)過電子開關(guān)SW連接于A點。

本發(fā)明還可以使用如下電路：使用兩個D/A轉(zhuǎn)換器，所述兩個D/A轉(zhuǎn)換器其中一個D/A轉(zhuǎn)換器的輸出連接于k端，另一個D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端經(jīng)由電子開關(guān)SW連接于A點。

本發(fā)明的有益效果在于原本向電容C_A充電的時間常數(shù)τ_T＝R×C經(jīng)使用本發(fā)明的方法與電路后成為τ＝R_O×C，而R_O通常為R的數(shù)百分之一，因此電路的啟動時間得以明顯減少。

附圖說明

圖1為微機(jī)溫度補償石英晶體振蕩器震蕩與壓控頻率微調(diào)部分的電原理示意圖；

圖2為本發(fā)明采用一個A/D轉(zhuǎn)換器方式的電原理示意圖；

圖3為本發(fā)明采用兩個A/D轉(zhuǎn)換器方式的電原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：