[發明專利]一種曲率補償帶隙基準源

在審

• 申請號: 201910003857.1
• 申請日: 2019-01-03
• 公開（公告）號: CN109714003A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 張躍進;曾慶生;李光輝;梅艷;黃德昌;李波
• 申請（專利權）人: 鐘祥博謙信息科技有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04;H03B5/12
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 張合成

本發明涉及一種曲率補償帶隙基準源，包括：帶隙基準電路，用于提供基準電壓；曲率補償電路，用于對所述帶隙基準電路提供的基準電壓進行溫度補償；啟動電路，用于驅動所述帶隙基準電路及所述曲率補償電路。本發明提供的技術方案，通過對帶隙基準電路提供的基準電壓進行溫度補償，保障恒溫晶體振蕩器ASIC低壓低功耗工作，為現有技術提供了一種全新的曲率補償電路，使得補償后的帶隙基準源具有更好的溫度系數，并在線性調整率和電源抑制性能上具有很大優勢，讓用戶有了更多的電路選擇，用戶體驗度高。

技術領域

本發明涉及電子線路技術領域，具體涉及一種曲率補償帶隙基準源。

背景技術

石英晶體振蕩器作為基準頻率源普遍應用于各種電子系統。由于受到環境溫度變化的影響，其振蕩頻率會產生相應變化，從而使輸出基準頻率出現微小的誤差。通信技術的發展及其廣泛應用對振蕩器的頻率穩定度提出了更高的要求。為了減少溫度變化帶來的影響，通常對振蕩器進行溫度控制或者溫度補償。常用的兩種具有高頻率穩定度的晶體振蕩器分別是溫度補償晶體振蕩器(TCXO，Temperature Compensate Crystal Oscillator)和恒溫晶體振蕩器(OCXO，Oven Controlled Crystal Oscillator)。TCXO通過利用函數發生器產生一個與晶體振蕩器頻率溫度特性相反的電壓信號，將其作用于內部的壓控晶體振蕩器(VCXO，Voltage Controlled Crystal Oscillator)，以抵消頻率溫度特性。由于函數發生器的非線性誤差，TCXO的頻率穩定度一般在10-6量級。OCXO通過恒溫槽使晶體振蕩器的溫度固定在設定的溫度點上，從而將外界環境溫度的影響降至最小。OCXO的頻率-溫度穩定度可達10-8量級，高于TCXO，主要應用于國防、導航、移動通信基站、頻率頻譜分析儀等，是通信系統中應用最為廣泛的二級頻標。

OCXO的基本結構是：在銅或鋁制腔體內充滿空氣或導熱性更好的惰性氣體，并將晶體與振蕩電路一起封裝于該腔體內。目前，OCXO主要由分立器件構成，相較于TCXO，體積及功耗較大。隨著5G技術的發展，進一步要求OCXO在保證溫度穩定性的同時減小體積與功耗。

基于此，現有技術設計了能夠應用于低功耗小體積的恒溫晶體振蕩器的專用集成電路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)。

振蕩電路與晶體之間的熱梯度是不可避免的。電路小型化后，振蕩元件更加靠近腔體邊緣，加劇了晶體與振蕩電路間的熱梯度，從而，導致溫度穩定性進一步降低。為了減小該振蕩器ASIC的溫度漂移，設計采用溫度補償的方法。即在恒溫槽邊緣放置溫度傳感器或熱敏電阻探測恒溫槽溫度變化，并使用模數轉換器(ADC，Analog-to-DigitalConverter)將其轉換為數字信號。將此數字信號作為存儲器的地址信號，并從中讀出補償數據。之后將該補償數據經數模轉換器(DAC，Digital-to-Analog Converter)轉化為模擬電壓信號，控制VCXO的振蕩頻率，從而對晶體振蕩器的振蕩頻率進行反向補償，消除溫度梯度的影響。此外，為使電路正常工作，除了高精度的ADC與DAC，該系統還需要一個低壓差線性穩壓器電路(LDO，Low Dropout Regulator)，來給除數字電路之外的其他模塊提供基準電壓。低溫度系數的基準源是高精度ADC、DAC及LDO不可缺少的部分。此外，為了減小功耗，系統的電源電壓應盡可能降低。因此，該基準源既需保證低溫度系數，還應具有低的電源電壓。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種應用于恒溫晶體振蕩器ASIC的曲率補償帶隙基準源，用于保障恒溫晶體振蕩器ASIC低壓低功耗工作。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種曲率補償帶隙基準源，包括：

帶隙基準電路，用于提供基準電壓；

曲率補償電路，用于對所述帶隙基準電路提供的基準電壓進行溫度補償；