[发明专利]晶体震荡器的温度补偿电路

说明书

发明领域

本发明一般涉及用于无线通信装置的晶体振荡器，尤其涉及晶体振荡器的温度补偿电路以及提供温度补偿功能的方法。

发明背景

晶体振荡器一般用来为无线通信装置提供参考频率信号。温度补偿(TC)电路一般做在晶体振荡器中，在一个较宽的温度范围内提供频率稳定的无线通信。这些补偿电路由模拟或数字器件组成，并用来提供对温度相对平坦的频率输出。一般来说，提供电容元件以对振荡器最终频率进行绝对调整。这个电容元件通常采用微调电容，或采用DC电压控制的模拟变容二极管。用户可以通过调整该电容将振荡器调整(频率微调)到所期望的最终频率。一般来说，具有温度补偿的晶体振荡器提供对于温度的频率稳定性约为百万分之5(ppm)。

正象本领域的技术人员所熟知的，无线通信装置的工作频率对温度的变化，不仅依赖于参考晶体，而且还依赖于对温度敏感的相关电路元件。模拟变容二极管本身随温度的变化与晶体随温度的变化不同，必须通过施加电压对其进行控制并与晶体温度变化一起进行补偿。所以，如果加上恒定的电压，变容二极管将随温度改变电容。然而，很难获得恒定电压，因为即使给稳压器提供恒定的输入电压，稳压器也会随温度而改变其输出电压。为了使变容二极管自身获得良好的温度性能，就需要非常稳定的电压。然而，这需要采用更昂贵的稳压器电路，因此往往不作这种选择。因此，从没进行补偿的无线通信装置电路(例如D/A转换器)加到晶体振荡器上的外部温度敏感电压，将使晶体振荡器的温度性能下降。

这就需要一个温度补偿的参考频率源：它采用比较简单的电路进行温度补偿；不需要专门的存储温度补偿值的存储器，可以采用更少更廉价的元件，并提供对晶体振荡器和其它与晶体振荡器连接的电路元件的温度补偿。另外，可望提供低成本、小尺寸、低漏电流、高成品率、可对其以及其它电路元件的温度补偿进行控制的晶体振荡器。

附图简述

图1是根据本发明的晶体振荡器温度补偿电路的方框图。

图2是根据本发明的图1中电路的优选实施方法的简图。

图3是使用了根据本发明的温度补偿电路的通信装置的方框图。

图4是根据本发明的提供温度补偿频率输出方法的流程图。

优选实施方法详述

图1示出了根据本发明提供充分温度补偿的频率输出20的温度补偿电路10。在电路10中，存储器28通过信号发生器32给晶体振荡器模块12提供温度补偿的数字化数据30。存储器28最好是无线电路板14上的现有器件，这可以节约成本。信号发生器32由从已经对温度特性化的稳压器34来的稳压输出36供电。为了便于温度特性化，稳压器34最好放在晶体振荡器模块12中。信号发生器22要么放在无线电路板14上，要么在晶体振荡器模块12上。然而，晶体振荡器模块12上要增加额外的输入输出管脚，以供数字化数据30使用。

一般来说，无线电路没有温度补偿会导致因温度而出现错误。当用没有进行温度补偿的信号驱动温度敏感器件，如晶体振荡器时，这种现象尤其明显。例如，用没有特性化的稳压器提供电源、并用温度补偿信号驱动晶体振荡器的信号发生器，会由于未特性化的稳压输出随温度的漂移而引入误差。现有技术中的晶体振荡器试图通过把所有温度敏感电路，包括稳压器和存有温度补偿数据的存储器合并到一个模块内，然后对其温度进行特性化来解决这一问题。然而，这个方法要求采用大尺寸的、具有昂贵的板上专用集成电路(ASIC)存储器的模块来容纳所有的元件。

本发明通过采用现有外部存储器28(这能节约成本)，以及用晶体振荡器模块12中的稳压器34给信号发生器32提供电源来解决这些问题，这个晶体振荡器模块的晶体振荡器18和相关调谐电路16已对温度特性化。这样，本发明不再需要板上ASIC，并且温度补偿输出频率20得到显著提高。本发明采用无线器件的现有存储器28而不用板上晶体振荡器模块12中独立的存储器，对晶体振荡器18，调谐电路16以及信号发生器32提供了良好的的温度补偿。