[實用新型]高精度溫度補償晶體振蕩器系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220704223.2
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN202949392U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何超;王洪斌;崔立志;王一民;陳建松
• 申請（專利權(quán)）人: 同方國芯電子股份有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所 13103
• 代理人: 張云和

技術(shù)領(lǐng)域

????本實用新型涉及晶體振蕩器溫度補償系統(tǒng)，特別是一種高精度溫度補償晶體振蕩器系統(tǒng)。

背景技術(shù)

溫度補償晶體振蕩器（TCXO）的補償方式主要分為模擬補償和數(shù)字補償兩類，前者主要是利用熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)的溫度反饋來模擬補償晶體元件的頻率溫度特性曲線；后者是采用一些數(shù)字電路和晶體元件,通過寄存補償控制數(shù)據(jù)、傳感溫度和數(shù)模轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)。現(xiàn)階段，數(shù)字補償利用溫度探測器產(chǎn)生的電壓信號生成三次曲線，控制可變電容的大小。生成的三次曲線通過調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生電路進行整形，以適應(yīng)不同晶體。在-40℃-85℃寬溫度范圍內(nèi)其頻率溫度穩(wěn)定度只能達到±1ppm-±2.5ppm，但隨著市場需求的不斷發(fā)展，此精度已不能滿足高端技術(shù)領(lǐng)域的需求。目前，提高溫度補償系統(tǒng)的補償精度已成為一個急需解決的問題。因此，急需開發(fā)一種高精度溫度補償系統(tǒng)克服以上缺陷。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在解決現(xiàn)有晶體振蕩器溫度補償系統(tǒng)存在的上述問題，而提供一種高精度溫度補償晶體振蕩器系統(tǒng)。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種高精度溫度補償晶體振蕩器系統(tǒng)，包括計算機、電源、溫箱、頻率計、頻標(biāo)、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和數(shù)據(jù)顯示單元，所述溫箱內(nèi)部放置有測試控制板；所述計算機主板插放用于驅(qū)動測試控制板的DIO卡和用于驅(qū)動溫箱、頻率計、電源的GPIB卡；所述頻標(biāo)與頻率計的接口相連；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元通過數(shù)據(jù)傳輸單元與晶體振蕩器內(nèi)部芯片電連接，控制晶體振蕩器內(nèi)部芯片的數(shù)據(jù)寫入和讀出，所述數(shù)據(jù)顯示單元通過頻率計、電源、溫箱顯示數(shù)據(jù)，并將其存儲在計算機數(shù)據(jù)庫中。

作為優(yōu)選方案，所述頻標(biāo)為高精度原子頻標(biāo)。高精度原子頻標(biāo)的短期穩(wěn)定度可以達到1E-14量級，用以作為晶體振蕩器的頻率參考源，提高了溫度補償晶體振蕩器的頻率溫度穩(wěn)定度和頻率準(zhǔn)確度的準(zhǔn)確性。

作為優(yōu)選方案，本系統(tǒng)還包括用于外部設(shè)備互聯(lián)的接口擴展模塊。兼容性強大，自帶串口、打印端口、USB等多種流行接口，便于各種設(shè)備聯(lián)合測試分析。

本技術(shù)方案中，基于事件驅(qū)動的軟件通過GPIB卡控制電源、溫箱和頻率計；通過DIO卡控制選取測試控制板上的每個晶體振蕩器的地址；通過頻率計讀取設(shè)定的每個溫度點的多組頻率值并將讀取的數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。基于事件驅(qū)動的軟件在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)將多組數(shù)據(jù)擬合成多個五階函數(shù)，通過軟件的基本算法將多組五階曲線無限逼近，得出一條最佳曲線，提取此最佳曲線的各項系數(shù)，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成晶體振蕩器芯片內(nèi)部寄存器內(nèi)的數(shù)值，從而改變寄存器控制的電容數(shù)量，以此達到晶體振蕩器高精度（寬溫度范圍內(nèi)頻率溫度穩(wěn)定度±0.28ppm）溫度補償?shù)哪康摹?!-- SIPO -->

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提高了溫度補償精度，使其在寬溫度（-40℃-85℃）范圍內(nèi)達到±0.28ppm；測試控制板存在預(yù)留地址位，可以在此基礎(chǔ)上進行地址位擴展，使其能夠規(guī)模化生產(chǎn)，大大提高了工作效率。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型實施例系統(tǒng)工作流程圖。

圖3是本實用新型溫度補償效果圖。

圖中：控制單元1，數(shù)據(jù)傳輸和顯示單元2，測試控制板3，晶體振蕩器4，電源101，頻標(biāo)102，頻率計103，計算機104，溫箱105，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元201，數(shù)據(jù)傳輸單元202，數(shù)據(jù)顯示單元203。

具體實施方式

通過以下實施例的描述并結(jié)合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實用新型的實施例。

參見圖1，這種高精度溫度補償晶體振蕩器系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)由控制單元1、數(shù)據(jù)傳輸和顯示單元2、測試控制板3、晶體振蕩器4組成，控制單元1由電源101、頻標(biāo)102、頻率計103、計算機104、溫箱105組成，數(shù)據(jù)傳輸和顯示單元2由數(shù)模轉(zhuǎn)換單元201、數(shù)據(jù)傳輸單元202、數(shù)據(jù)顯示單元203組成。

溫箱105內(nèi)部放置測試控制板3，測試控制板3上設(shè)置晶體振蕩器4，計算機104主板插放DIO卡和GPIB卡。DIO卡用于驅(qū)動測試控制板3，GPIB卡用于驅(qū)動溫箱105、頻率計103和電源101，頻標(biāo)102與頻率計103的接口相連，頻標(biāo)102采用高精度原子頻標(biāo)。