[发明专利]一种模数混合温度补偿的晶体振荡电路

说明书

技术领域

本发明涉及晶体振荡器领域，更具体地说是一种模数混合温度补偿的晶体振荡电路。 

背景技术

随着无线通信技术的日新月异，电子系统对时钟基准的温度频率稳定度的要求越来越严格，以石英晶体谐振器为基本元件的时钟基准由于其具有高频率稳定性、高品质因数、低温度漂移特性和低的价格而受到了普遍的应用。 

目前常用的对石英晶体谐振器的温度补偿方案主要有两种：模拟补偿型和数字补偿型。模拟补偿网络由热敏电阻或阻容元件等温度传感元件组成，当温度变化时不需温度传感器，便可生成补偿电压，将电压加到变容二极管上可对晶振频率进行补偿，模拟式补偿由于受热敏电阻和固定电阻值影响很大，产品在-40°C~85°C的温度范围内频率稳定度只能达到±1~±2.5ppm，如今随着电子产品的发展，对晶振的稳定性要求越来越高，稳定度在±1~±2.5ppm的晶振已经不能满足要求。 

数字式补偿，首先将温度信号转换为模拟电压信号，然后对电压信号采样，将其转换为非挥发存储器的寻址信号。非挥发存储器内存取了与补偿电压相对应的数据，通过寻址操作读取到对应的补偿电压，加到变容二极管上就可以实现对晶振频率的补偿。由此可见数字式补偿的电路复杂，需要温度传感器、ADC/DAC，大容量存储器等，但是无论数字式补偿中的存储器容量有多大，也无法对频率进行逐温度点补偿，这就导致补偿电压不连续，不连续的电压导致晶振频率出现相位跳变。 

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种精度高、工作温度范围宽、工艺成本低的温度补偿晶体振荡器。 

发明内容

针对上述背景中提到的现有的单独进行模拟补偿和数字补偿所存在的缺点，本发明于提供一种精度高、功耗低、集成度高的模数混合温度补偿的晶体振荡电路。 

根据本发明实施例的模数混合温度补偿的晶体振荡电路，包括：温度传感器，所述温度传感器用于感测环境温度，并将温度信号转化为电压信号同时送给模拟补偿网络和数字补偿网络；所述模拟补偿网络，所述模拟补偿电路根据所述温度传感器提供的所述电压信号产生模拟补偿电压值，并将所述模拟补偿电压值送给晶体谐振器振荡电路，以补偿谐振器的频率；所述数字补偿网络，所述数字补偿电路根据所述温度传感器提供的所述电压信号产生数字补偿电压值，并将所述数字补偿电压值送给所述晶体谐振器振荡电路，以补偿谐振器的频率；以及晶体谐振器振荡电路。 

在本发明的一个实施例中，所述模拟补偿网络进一步包括：三次项产生及调整电路，所述三次项产生及调整电路用于根据温度传感器提供的电压信号，自动生成与温度成三次且只含有三次项函数关系的三次项补偿电压；以及一次项调整电路，所述一次项调整电路用于根据温度传感器提供的电压信号，自动生成与温度成线性变化的一次项补偿电压。 

在本发明的一个实施例中，所述数字补偿网络进一步包括：模数转换电路，所述模数转换电路用于将温度传感器提供的电压信号，转换成非易失性存储器的地址信号，并对所述非易失性存储器进行访问；非易失性存储器，所述非易失性存储器用于存储有对应地址的数字补偿电压值，以及数模转换电路，所述数模转换电路用于将访问所述非易失存储器所得到的数字补偿电压值转换为所述数字补偿电压。 

在本发明的一个实施例中，所述非易失性存储器为OTP、EEPROM或flash存储器。 

在本发明的一个实施例中，通过改变所述晶体谐振器振荡电路中的变容二极管的值来补偿所述晶体谐振器振荡电路的频率。 

在本发明的一个实施例中，还包括：第一加法器，所述第一加法器的两个输入端分别与所述三次项产生及调整电路和所述一次项调整电路相连；第二加法器，所述第二加法器的两个输入端分别与所述第一加法器和所述数字补偿网络相连，所述第二加法器的输出端与所述晶体谐振器振荡电路相连。 

本发明所述的实施例中，所述各电路集成在同一芯片上。 

本发明的模数混合温度补偿的晶体振荡电路至少具有如下有益效果： 

1、本发明采用模拟补偿和数字补偿相结合的方式使补偿结果较现有的温度补偿晶体振荡器补偿精度高，对模拟补偿网络和数字补偿网络的性能要求降低，补偿信号稳定性好。 

2、本发明中经过模拟补偿后数字补偿的范围减小，所以数字补偿网络中的存储器容量较单独进行数字补偿要小很多，系统的集成度更高。 

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。 

附图说明