[发明专利]自动跟随温度控制晶体振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体振荡器，尤其涉及一种自动跟随温度控制晶体振荡器。

背景技术

石英晶体振荡器的应用已有几十年的历史，因其具有频率稳定度高这一特点，故在电子技术领域中一直占有重要的地位。尤其是信息技术产业的高速发展，更使这种晶体振荡器焕发出勃勃生机。石英晶体振荡器在远程通信、卫星通信、移动电话系统、全球定位系统、导航、遥控、航空航天、高速计算机、精密计测仪器及消费类民用电子产品中，作为标准频率源或脉冲信号源，提供频率基准，是目前其它类型的振荡器所不能替代的。石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器、电压控制晶体振荡器、恒温晶体振荡器和数字化/μp补偿式晶体振荡器等几种类型。其中，恒温晶体振荡器是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器，它在老化率、温度稳定性、长期稳定度和短期稳定度等方面的性能都非常好，因此常作为精密时频信号源被广泛应用在各个领域中。

由于石英晶体的振荡特性随温度的变化而变化，从而会影响石英晶体振荡器的输出频率。常用的恒温控制晶体振荡器是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小。然而，在现有的恒温晶体振荡器中，传统的恒温加热技术是将晶体振荡器的温度控制在比最高的工作环境温度高5℃以上的一个恒定值，例如，产品的工作温度为-40℃～70℃，那么恒温晶体振荡器内的温度是固定在75℃以上的一个恒定值。由于恒温晶体振荡器长期工作在高温环境中，产品的老化率会恶化。此外，当产品工作在低温-40℃环境中，由于恒温晶体振荡器内部的温度与其工作环境温度相差过大，导致产品的加热电流剧增，所以传统方式在低温工作环境中的功耗是非常大的。

因此，有必要提供一种改进型的自动跟随温度控制晶体振荡器来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗、低老化率且能够实时自动调整恒温晶体振荡器内部温度的自动跟随温度控制晶体振荡器。

为了实现上述目的，本发明提供一种自动跟随温度控制晶体振荡器，其包括晶体振荡电路、控温电路、加热电路、温度传感器以及温度处理器，所述控温电路电连接所述加热电路，并控制所述加热电路向所述晶体振荡电路加热，所述温度处理器电连接所述温度传感器与所述控温电路，用于控制保持所述自动跟随温度控制晶体振荡器内部温度与外部环境温度的温度差值在一个范围内。

与现有技术相比，本发明自动跟随温度控制晶体振荡器，由于添加了温度传感器以及温度处理器，且温度处理器电连接温度传感器与晶体振荡电路，温度传感器将晶体振荡器外部工作环境的温度转换为相应的电压或者电流值并输出至温度处理器，同时该温度处理器接收晶体振荡电路反馈回来的与其温度相对应的电压或者电流值，基于上述两个数值，该温度处理器控制控温电路，继而控温电路控制加热电路向晶体振荡电路的加热量，从而达到本发明的目的，即：晶体振荡器自动跟随其外部工作环境的温度，并随外部工作环境温度的变化而实时调整本发明自动跟随温度控制晶体振荡器内部的温度，实现控制保持所述自动跟随温度控制晶体振荡器内部与外部的温度差值在一个范围内，突破传统的恒温晶体振荡器只能将晶体振荡器内部的温度固定在比最高外部工作环境温度高的一个数值的局限，避免晶体振荡器长期工作在高温下，从而优化自动跟随温度控制晶体振荡器的晶振老化率，降低其工作功耗。

较佳地，本发明自动跟随温度控制晶体振荡器内部温度与外部环境温度的温度差值范围是一个固定值5℃～15℃，该设置使得晶体振荡器更加智能，能够实时调整自动跟随温度控制晶体振荡器内部温度并相对保持该温度，且避免晶体振荡器长期工作在高温下，优化其老化率。

较佳地，自动跟随温度控制晶体振荡器中的所述温度处理器采用阶梯控温技术。

较佳地，所述温度处理器包括比较器、运算放大器或者单片机，所述温度传感器检测所述自动跟随温度控制晶体振荡器的外部环境温度，并将所述温度信号传输至所述温度处理器，所述温度处理器基于所述温度信号以及所述温度差值范围控制所述控温电路，以控制所述自动跟随温度控制晶体振荡器的内部环境温度。。该温度处理器通过其中的比较器间接比较判断自动跟随温度控制晶体振荡器内部与外部环境的温度差，从而通过比较器、运算放大器或者单片机控制控温电路调整晶体振荡电路的温度，达到实时调温的智能效果。

较佳地，本发明自动跟随温度控制晶体振荡器中的所述温度传感器包括热敏电阻、数字传感器或铂电阻。