[發(fā)明專利]一種用于模擬溫度補償晶體振蕩器的溫度補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310739925.3
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103716042A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓艷菊;楊科;鄭紅耀;于德江
• 申請（專利權(quán)）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: H03L1/02
• 分類號: H03L1/02
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫度補償方法，特別是一種用于模擬溫度補償晶體振蕩器的溫度補償方法。

背景技術(shù)

模擬溫度補償晶體振蕩器因其質(zhì)優(yōu)價廉的特性廣泛應(yīng)用于通信、導(dǎo)航、衛(wèi)星等多個領(lǐng)域。在惡劣的環(huán)境條件下，工作溫度范圍超過-30℃～+60℃，而頻率溫度穩(wěn)定性要求達(dá)到±1×10^-6時，一般首次安裝溫度補償網(wǎng)絡(luò)后，還需再經(jīng)過兩次到三次的補償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)節(jié)才能使晶體振蕩器的頻率溫度穩(wěn)定性滿足指標(biāo)要求，即造成元器件浪費，又延長生產(chǎn)周期。

因此，需要提供一種既能夠補償準(zhǔn)確，又能快速補償?shù)囊环N模擬溫度補償晶體振蕩器補償方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于模擬溫度補償晶體振蕩器的溫度補償方法，以解決模擬晶體振蕩器溫度補償一次成功率低，溫度補償網(wǎng)絡(luò)需要多次調(diào)節(jié)的問題，從而降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。

為解決上述問題本發(fā)明提供一種用于模擬溫度補償晶體振蕩器的溫度補償方法，該方法包括

測量未補償?shù)木w振蕩器的電壓溫度曲線；

測量參考熱敏電阻的電阻溫度特性；

根據(jù)未補償?shù)木w振蕩器的電壓溫度曲線和參考熱敏電阻的電阻溫度特性，計算和優(yōu)化溫度補償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值；

根據(jù)計算和優(yōu)化的溫度補償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值，選取匹配的元件，組建溫度補償網(wǎng)絡(luò)；

利用溫度補償網(wǎng)絡(luò)對晶體振蕩器進(jìn)行溫度補償，并測試補償后的晶體振蕩器頻率溫度特性。

優(yōu)選的，所述溫度補償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)包括多個固定電阻和多個熱敏電阻

優(yōu)選的，所述電壓溫度曲線通過調(diào)節(jié)晶體振蕩器中變?nèi)荻O管的控制電壓，使晶體振蕩器在不同溫度點下的頻率達(dá)到標(biāo)稱值，獲得未補償?shù)木w振蕩器的電壓溫度曲線。

優(yōu)選的，所述電阻溫度特性通過將連有參考熱敏電阻的測試電路放入溫箱中，通過在不同溫度下測量參考熱敏電阻的電阻值，獲得參考熱敏電阻的電阻溫度特性。

優(yōu)選的，所述測試電路為與溫度補償網(wǎng)絡(luò)相同的電路結(jié)構(gòu)，所述測試電路中的固定電阻在0Ω至1MΩ范圍內(nèi)取值。

優(yōu)選的，所述溫度補償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值的計算和優(yōu)化方法包括

根據(jù)溫度補償網(wǎng)絡(luò)中待優(yōu)化固定電阻以及待選熱敏電阻建立溫度補償網(wǎng)絡(luò)隨溫度變化的電壓函數(shù)；

待選熱敏電阻利用模型：進(jìn)行計算,其中K(R,B)為與參考熱敏電阻的額定阻值R和常數(shù)B相關(guān)的比例系數(shù)，為參考熱敏電阻的實測值，N為溫度測試點數(shù)，R_1×N和均為N維行向量；

利用所述未補償?shù)木w振蕩器的電壓溫度曲線數(shù)據(jù)值和所述電壓函數(shù)求方差，以獲得目標(biāo)函數(shù)Δ；

利用遺傳算法，對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行多次迭代，當(dāng)目標(biāo)函數(shù)Δ小于允許的誤差Δ^*或設(shè)定的最大迭代次數(shù)時，迭代終止；

獲得待優(yōu)化的固定電阻及熱敏電阻的優(yōu)化值。

本發(fā)明中采用非傳統(tǒng)熱敏電阻的選取方法，并且利用優(yōu)化算法計算溫度補償網(wǎng)絡(luò)中固定電阻的阻值，有效改善了溫度補償晶體振蕩器溫度補償?shù)男Ч绕涫窃谳^寬工作溫度范圍內(nèi)的溫度補償效果，提高了溫度補償?shù)囊淮纬晒β屎蜏囟妊a償晶體振蕩器可靠性，降低了生產(chǎn)成本和溫度補償晶體振蕩器的調(diào)試復(fù)雜度，提高了生產(chǎn)效率，增大了經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1示為一種用于模擬溫度補償晶體振蕩器的溫度補償方法流程圖；

圖2示為溫度補償晶體振蕩器溫度補償原理框圖；

21、溫度補償網(wǎng)絡(luò)，22、振蕩電路，23、變?nèi)荻O管；

圖3示為溫度補償網(wǎng)絡(luò)電路原理圖；

31、節(jié)點1，32、節(jié)點2，33、節(jié)點3，34、節(jié)點4，35、節(jié)點5；

圖4示為本發(fā)明根據(jù)溫度補償網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的溫度補償網(wǎng)絡(luò)示意圖；

41、節(jié)點1，42、節(jié)點2，43、節(jié)點3，44、節(jié)點4，45、節(jié)點5；46、節(jié)點6，47、節(jié)點7；

圖5示為優(yōu)化算法流程圖；

圖6-a示為補償前晶振的頻率溫度穩(wěn)定性示意圖；

圖6-b示為利用傳統(tǒng)方法和本發(fā)明方法進(jìn)行溫度補償后晶振的頻率溫度穩(wěn)定性實例比對圖；

圖7示為利用本發(fā)明方法計算的熱敏電阻值、傳統(tǒng)方法計算的熱敏電阻值和測試熱敏電阻值比對圖。

具體實施方式