基于应力处理的温度补偿石英晶体振荡器

目前几乎所有的温度补偿晶体振荡器都通过补偿电路来完成补偿,而且采用的是基频晶体.通过长期对石英晶体不同的物理特征相结合的研究,如其频率温度特性和频率应力特性结合,发现通过随温度变化产生的应力来补偿温度本身对晶体频率的影响往往会取得更好的效果.大量实验证明通过应力处理,泛音晶体的频率温度特性得到明显的改善.使用这种方式,晶体振荡器显示了良好的频率温度特性和短期稳定度,并兼有低功耗、低成本、低相位噪声等优点.振荡器的频率温度稳定度从-30℃到＋85℃的波动范围已经可以达到±（1～2）×10^-6.再通过简单的补偿电路会得到±0.5×10^-6的频率-温度稳定度.对泛音晶体电极采用双层镀膜的方法,使用2种金属镀膜电极产生合适的应力.这相当于是一个双金属温度传感器,当温度改变时,传感器会发生相应的形变,从而该电极可以将应力加于晶体片.这里选择的泛音晶体比基频晶体在稳定度和老化方面要更好一些,而且拥有更高的频率-应力灵敏度.

石英晶体振荡器的微处理器温度补偿技术研究

为改善石英晶体振荡器的频率特性,减小温度影响,通过对石英晶体振荡器的频率-温度特性的研究,提出了以微处理器(STC89C52RC)为核心的基于AT切晶体谐振器的温度补偿技术,并介绍了系统结构、补偿原理及硬件电路,给出了补偿结果。本设计具有结构简单、功耗低等优点。

一种模拟温度补偿晶体振荡器补偿参数自动设置系统

介绍了一种采用快速获取数据方法的模拟温度补偿晶体振荡器 (ATCXO)的补偿参数自动设置系统。该系统通过快速测量和计算 ,自动生成补偿网络参数。经过试验和测试分析 ,在 - 10～ +6 0℃温度范围内 ,AT切 TCXO的频率稳定度达到± 0 .5 ppm,同时极大地提高了 TCXO的生产效率、降低了生产成本。

高精度低噪声集成温度补偿晶体振荡器

介绍了一种新的AT切低噪声集成温度补偿晶体振荡器(TCXO)的设计方案、补偿原理及实现。该设计核心是采用电路集成实现器件的小体积、低功耗,并通过模数混合集成工艺,保证温补晶振的高精度和低相噪特性。实验样品在-40^+85℃的温度范围内,频率温度稳定度优于±2.8×10-7,相位噪声达到-140 dBc/Hz@1 kHz。测试结果表明,该集成温度补偿晶体振荡器具有工作温度范围宽,补偿精度高,功耗低,频谱纯度高,噪声特性良好等特点。同时,该温度补偿晶体振荡器集成度高,体积小,抗振动冲击,适合大批量生产,可广用于军民用测控通信系统中。

一种新的高频泛音晶体振荡器温度补偿方法

提出了一种新的高频泛音晶体振荡器温度补偿的方法,它能克服了目前泛音晶振温补中均采用加电感和倍频的方法带来的稳定度下降和相噪恶化的缺点。该系统利用低频陶瓷振荡器的输出频率通过混频对高次泛音石英晶振进行温度补偿。系统采用微机控制开关电容阵,有利于集成。初步补偿结果表明,利用本文提出的补偿方法进行补偿的100MHz五次泛音石英晶体振荡器在0～70℃温度范围内频率-温度稳定性≤±2×10-6。

100.450 MHz五次泛音温度补偿晶体振荡器

应用新的温度补偿方法研制了100．450MHz五次泛音温度补偿晶体振荡器，该振荡器由450kHz陶瓷振荡器。100MHz五次泛音晶体振荡器，混频器，晶体滤波器组成。450kHz陶瓷振荡器的输出频率与100MHz晶体振荡器的输出频率混频，滤波，取其和频,直接利用450kHz陶瓷振荡器输出频率对100MHz晶体振荡器进行温度补偿。实验结果表明，在0～70℃该振荡器的频率-温度稳定度〈±7×10^-7，初步测量相位噪声为-119 dBc@1 kHz。

小型化精密温度补偿石英晶体振荡器的研制

本文提出了一种采用集成电路为主振级的温度补偿晶体振荡线路，使整个TCXO的体积更趋于小型化，其输出波形的频谱纯度可达到－70dB的杂波抑制，而且在－25℃～+55℃的温度范围内，其频率稳定度优于±5×10^-7。

恒温温补石英晶体振荡器

提出了一种恒温温补晶振(OCTCXO)的实现方法,该OCTCXO由两部分组成:温度补偿晶体振荡器(TCXO)和恒温槽。TCXO放置在恒温槽中,恒温槽是一个负反馈自动控制系统,当环境温度小于恒温槽设定的温度时,OCTCXO相当于一个恒温晶体振荡器(OCXO);当环境温度大于恒温槽设定的温度时,恒温槽停止工作,整个OCTCXO的频率-温度稳定性由TCXO决定,由于OCTCXO最高工作温度与恒温槽设定的温度之间的温度区间很小,使得TCXO在该温度区间内的频率-温度稳定性得到较大的改善,从而提高OCTCXO的频率-温度稳定性。实验结果表明,该OCTCXO标称频率10 MHz,在-40～70℃温度范围内频率-温度稳定性为±1×10-7;最大功耗为1.15 W,常温工作时功耗为410 mW;体积为21.0 mm×13.0 mm×5.1 mm。

片式温度补偿晶体振荡器及其应用

扼要介绍国内外片式化温度补偿晶体振荡器的发展现状、性能及应用。

小尺寸恒温晶体振荡器控温系统设计

对比分析了小尺寸OCXO恒温槽与传统OCXO恒温槽温度特性的差别 ,以及由此而引起的问题 .根据主要影响因素 ,提出了温度补偿算法 .基于该算法 ,设计了一种适用于小尺寸OCXO的温度控制系统 .经实践证明 ,采用该方法可以大大提高小尺寸OCXO频率温度特性 .

一种新型的温度补偿晶体振荡器

提出了一种新型温度补偿晶休振荡器，它是利用两种温度补偿电容器在较宽的温度范围内进行温度补偿的．制备了两种温度补偿电容器材料，根据其实测的介电温谱，证明它们可使（ｙｘｌ）３５°１２′切石英晶体振荡器在一定温度范围内得到良好的温度补偿，－３０℃～＋５０℃和－４０℃～＋６０℃之间的频率稳定度可分别达到１．５ｐｐｍ和４．３ｐｐｍ。

应用于TCXO的高性能温度传感器设计

介绍了一款基于0.4μm Bi CMOS工艺应用于温度补偿晶体振荡器的高性能温度传感器的设计。该温度传感器利用基极-发射极电压(VBE)减去与绝对温度成正比(PTAT)电流在电阻上的压降的原理,产生了与温度成线性的输出电压。采用包含两个串联发射结电压和低失调运算放大器的PTAT电流产生器,实现了高精度的PTAT电流;采用具有负温度系数的电阻,补偿了VBE的高阶温度特性;采用共源共栅结构,提高了输出电压的电源抑制。后仿真结果表明,当电源电压为3.3 V,温度范围为-40~85℃时,温度传感器的输出电压范围为0.964~1.490V,输出电压的斜率范围为-4.245×10-3^-4.160×10-3,斜率变化范围为8.5×10-5,表明该温度传感器具有非常高的线性度。

一款用于TCXO的三次方函数补偿电路

提出了一种用于温度补偿晶体振荡器（TCXO）的三次方函数补偿电路。传统的用于TCXO的三次方函数补偿电路一般由4组对称的金属氧化物半导体（MOS）管差分对构成,补偿精度约为±1.5×10-6且补偿温度范围较窄。使用7组MOS管差分对设计了一款高精度的三次方函数发生器,补偿精度显著提高且性能更加稳定。用相似的方法构造四次方和五次方函数发生器,累加输出结果用于补偿由于温度变化而导致的晶体频率偏移,此方法可将补偿精度控制在±0.5×10-6且补偿温度范围扩大至-40~85℃,具有极高的应用价值。

一种高精度温度补偿型实时钟电路

设计了一种与环境温度变化无关、输出时钟频率保持恒定的温度补偿实时钟电路,可实现宽温度范围内（-40~85℃）时钟精度小于±5×10-6,即年累计计时误差小于2.5 min。该电路内置32.768 k Hz音叉型石英晶体振荡器,内置温度传感器可以定时检测器件温度,采用模拟和数字校准等温度补偿的方法可大幅度提高温度补偿精度和范围。该电路出厂时已经完成全温度范围内的温度校准,客户可直接使用。

应用于TCXO的新型五次方电压发生器的设计

采用VIS 0.40μm BCD工艺,设计并实现了一种带有修调技术的应用于温度补偿晶体振荡器(TCXO)的新型五次方电压发生器电路,该五次方电压发生器电路主要由五次方电压产生电路与修调电路两部分构成。其中,五次方电压产生电路采用曲线拟合技术,相较于传统的乘法器级联结构具有更高的精度;新型修调电路用来改变五次方电压发生器的系数,采用双路开关技术提高了修调结果的精度。仿真结果显示,该五次方电压发生器的最大拟合误差为1.2%。测试结果显示,采用该新型五次方电压发生器电路设计的TCXO,其频率-温度稳定度达到(±0.45)×10^(-6),相位噪声为-135 d Bc/Hz@1 kHz,芯片面积为2 782μm×2 432μm。

移动通信TCXO及其相关器件进展

众所周知,温度补偿晶体振荡器TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)的特点不仅是体积小和高稳定性,而且同恒温控制晶体振荡器OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)相比还具备可在小电流条件下快速启动的优点。因此,TCXO的应用领域日益扩展,现已延伸到广播、测量。