[发明专利]温度补偿晶体振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及晶体振荡器领域，更具体地涉及一种具有压控温度补偿晶体振 荡器(Voltage Controled Xtal Oscillator，VCXO)。

背景技术

随着社会的发展，晶体振荡器由于其具有较高的频率稳定性，已成为电子 通信行业必备的部件。目前，晶体振荡器行业内常用的温度补偿晶体振荡器， 是一种通过改变晶体振荡器压控电压来引进补偿以提高其稳定性的晶体振荡 器。

目前，通用的补偿方式分为模拟补偿和数字补偿两种。用的最多的是在温 度补偿晶体振荡器的前端加一温度补偿电阻网络，这属于一种模拟补偿方式， 这种增加温度补偿电阻网络的方法，由于受热敏电阻和固定电阻值影响很大， 产品在-40℃～85℃的温度范围内频率稳定度只能达到±1～±2.5ppm。随着市场 需求更加高稳定性的压控晶振，稳定度在±1～±2.5ppm的压控晶振已经不能满足 需求，在这种情况下，具有数字补偿方式的晶体振荡器应运而生。该种晶体振 荡器能比较精确地进行电压的补偿，以保持所述电压控制晶体振荡器保持在一 个较为稳定的频率范围内。

然而，采用数字补偿通常会使用单片机，同时采用低功耗编程技术以降低 晶体振荡器的功耗，但是晶体振荡电路为模拟电路，如果采用数字补偿手段， 采用同一电源供电时，温度补偿网络会对晶体振荡回路产生干扰，导致温度补 偿晶体振荡器的相噪不良，从而影响晶体振荡器输出频率的稳定性。

因此，急需一种低噪声、低功耗、高稳定的温度补偿晶体振荡器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将数字电路电源和模拟电路电源分开以实现低 噪声、低功耗的温度补偿晶体振荡器。

为了达到上述目的，本发明提供了一种温度补偿晶体振荡器，包括电源电 路、晶体振荡电路、数字补偿电路以及第一稳压电路，所述第一稳压电路电连 接所述电源电路和所述晶体振电路，所述数字补偿电路包括测温电路、单片机 以及数模转换电路，所述单片机连接所述测温电路与所述数模转换电路，所述 数模转换电路与所述晶体振荡电路电连接，其特征在于：还包括至少一组第二 稳压电路，所述第二稳压电路电连接所述电源电路与所述数字补偿电路。

与现有技术相比，本发明温度补偿晶体振荡器中由于在数字补偿电路与电 源电路之间增加了第二稳压电路，使得模拟电源电路与数字电源电路相互独立， 即：晶体振荡电路的电源电路与数字补偿电路的电源电路相互独立。一方面， 避免数字补偿电路对晶体振荡电路所产生的干扰，改善温度补偿晶体振荡器的 相噪比，降低温度补偿晶体振荡器的功耗；另一方面，使用数字补偿电路能够 更加精确地对晶体振荡器进行温度补偿，以电压控制所述晶体振荡器，使其频 率输出保持在一个稳定的频率范围内，提高温度补偿晶体振荡器的温度稳定度。

较佳地，所述单片机采用温度比例-积分-微分控制算法及拟合算法，对晶体 振荡电路进行补偿。

较佳地，所述单片机采用差分形式收发信号。

较佳地，本发明的温度补偿晶体振荡器还包括低噪电路，所述低噪电路连 接在所述数字补偿电路与所述晶体振荡电路之间。

本发明还提供了一种温度补偿晶体振荡器，包括电源电路、晶体振荡电路、 数字补偿电路以及稳压电路，所述稳压电路电连接所述电源电路和所述晶体振 荡电路，所述数字补偿电路包括测温电路、单片机以及数模转换电路，所述单 片机连接所述测温电路与所述数模转换电路，所述数模转换电路与所述晶体振 荡电路电连接，其特征在于：还包括隔离网络，所述隔离网络连接在所述稳压 电路与所述数字补偿电路之间。

与现有技术相比，本发明由于在稳压电路与数字补偿电路之间增加了隔离 网络，使得晶体振荡电路的供电通路与数字补偿电路的供电通路相互隔离而独 立；避免数字补偿电路对晶体振荡电路所产生的干扰，改善温度补偿晶体振荡 器的相噪比，同时采用低功耗编程技术降低温度补偿晶体振荡器的功耗，提高 温度补偿晶体振荡器输出频率的稳定性、提高输出信号质量。

在本发明的一个实施例中，所述隔离网络包括低压差线性稳压器与电容， 所述LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)电连接所述稳压电路与 所述数字补偿电路，所述LDO通过所述电容接地。

在本发明的另一个实施例中，所述隔离网络包括直流/交流转换器，所述直 流/交流转换器电连接所述稳压电路与所述数字补偿电路。