[实用新型]高精度温度补偿晶体振荡器系统

说明书

技术领域

    本实用新型涉及晶体振荡器温度补偿系统，特别是一种高精度温度补偿晶体振荡器系统。

背景技术

温度补偿晶体振荡器（TCXO）的补偿方式主要分为模拟补偿和数字补偿两类，前者主要是利用热敏电阻网络的温度反馈来模拟补偿晶体元件的频率温度特性曲线；后者是采用一些数字电路和晶体元件,通过寄存补偿控制数据、传感温度和数模转换来实现。现阶段，数字补偿利用温度探测器产生的电压信号生成三次曲线，控制可变电容的大小。生成的三次曲线通过调节函数发生电路进行整形，以适应不同晶体。在-40℃-85℃宽温度范围内其频率温度稳定度只能达到±1ppm-±2.5ppm，但随着市场需求的不断发展，此精度已不能满足高端技术领域的需求。目前，提高温度补偿系统的补偿精度已成为一个急需解决的问题。因此，急需开发一种高精度温度补偿系统克服以上缺陷。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有晶体振荡器温度补偿系统存在的上述问题，而提供一种高精度温度补偿晶体振荡器系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种高精度温度补偿晶体振荡器系统，包括计算机、电源、温箱、频率计、频标、数模转换单元、数据传输单元和数据显示单元，所述温箱内部放置有测试控制板；所述计算机主板插放用于驱动测试控制板的DIO卡和用于驱动温箱、频率计、电源的GPIB卡；所述频标与频率计的接口相连；所述数模转换单元通过数据传输单元与晶体振荡器内部芯片电连接，控制晶体振荡器内部芯片的数据写入和读出，所述数据显示单元通过频率计、电源、温箱显示数据，并将其存储在计算机数据库中。

作为优选方案，所述频标为高精度原子频标。高精度原子频标的短期稳定度可以达到1E-14量级，用以作为晶体振荡器的频率参考源，提高了温度补偿晶体振荡器的频率温度稳定度和频率准确度的准确性。

作为优选方案，本系统还包括用于外部设备互联的接口扩展模块。兼容性强大，自带串口、打印端口、USB等多种流行接口，便于各种设备联合测试分析。

本技术方案中，基于事件驱动的软件通过GPIB卡控制电源、温箱和频率计；通过DIO卡控制选取测试控制板上的每个晶体振荡器的地址；通过频率计读取设定的每个温度点的多组频率值并将读取的数据存储在系统数据库中。基于事件驱动的软件在设定的温度范围内将多组数据拟合成多个五阶函数，通过软件的基本算法将多组五阶曲线无限逼近，得出一条最佳曲线，提取此最佳曲线的各项系数，通过A/D转换器转换成晶体振荡器芯片内部寄存器内的数值，从而改变寄存器控制的电容数量，以此达到晶体振荡器高精度（宽温度范围内频率温度稳定度±0.28ppm）温度补偿的目的。

与现有技术相比，本实用新型提高了温度补偿精度，使其在宽温度（-40℃-85℃）范围内达到±0.28ppm；测试控制板存在预留地址位，可以在此基础上进行地址位扩展，使其能够规模化生产，大大提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例系统结构示意图。

图2是本实用新型实施例系统工作流程图。

图3是本实用新型温度补偿效果图。

图中：控制单元1，数据传输和显示单元2，测试控制板3，晶体振荡器4，电源101，频标102，频率计103，计算机104，温箱105，数模转换单元201，数据传输单元202，数据显示单元203。

具体实施方式

通过以下实施例的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

参见图1，这种高精度温度补偿晶体振荡器系统的硬件结构由控制单元1、数据传输和显示单元2、测试控制板3、晶体振荡器4组成，控制单元1由电源101、频标102、频率计103、计算机104、温箱105组成，数据传输和显示单元2由数模转换单元201、数据传输单元202、数据显示单元203组成。

温箱105内部放置测试控制板3，测试控制板3上设置晶体振荡器4，计算机104主板插放DIO卡和GPIB卡。DIO卡用于驱动测试控制板3，GPIB卡用于驱动温箱105、频率计103和电源101，频标102与频率计103的接口相连，频标102采用高精度原子频标。