CN107681980A - 一种低噪声温度补偿晶体振荡器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低噪声温度补偿晶体振荡器。其技术方案是：低噪声温度补偿晶体振荡器包括晶体振荡器、振荡器电源、一级稳压降噪电路、二级稳压降噪电路和温度补偿电路。晶体振荡器的供电输入端X1与振荡器电源的输出端Vb连接；晶体振荡器的输入端Z1与温度补偿电路的输出端Y2连接；温度补偿电路的输入端X2与二级稳压降噪电路的输出端Vc连接；二级稳压降噪电路的输入端Vd与一级稳压降噪电路的输出端Ve连接。本发明减小了测温电路的噪声，提高了晶体振荡器的频率稳定性，具有补偿精确和输出频率稳定的特点。
Description
技术领域
本发明属于晶体振荡器技术领域。具体涉及一种低噪声温度补偿晶体振荡器。
背景技术
晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器，广泛应用于消费类电子产品、通信和计算机等系统中，作为频率发生器为系统产生时钟信号和基准信号。近十年来，由于GSM、GPS、PDA、CDMA等诸多移动便携技术的需求，晶体振荡器展现出小型化、全集成化、全数字化的特点，其发展趋势为高精度、高稳定度、低噪声、低功耗和快速启动。
晶体振荡器的精度和稳定度受噪声和环境温度影响较大，降低噪声和减少温度对晶体振荡器的影响是晶体振荡器的关键问题和热点问题。
目前流行的温度补偿晶体振荡器是通过增加温度补偿电路来补偿外部温度变化对晶体振荡器频率的影响。温度补偿的方法很多，例如：通过热敏电阻、变容二极管使晶体振子串联电容量的变化，对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。目前，比较流行的是数字补偿方法，但该方法对电源噪声敏感，噪声会导致补偿不准确或根本无法补偿。
同理，减小噪声的方法也很多，例如：通过加滤波器减小电源和地线噪声；通过隔离数字电路的开关噪声对振荡器的干扰等方法都有较好的效果。但这些方法并没有彻底解决噪声对振荡器频率稳定度和精度的影响，更为严重的是噪声对测温系统的影响将导致补偿电路不能准确的补偿晶体振荡器的频率漂移。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种补偿精确和输出频率稳定的低噪声温度补偿晶体振荡器。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：低噪声温度补偿晶体振荡器包括晶体振荡器、振荡器电源、一级稳压降噪电路、二级稳压降噪电路和温度补偿电路。
晶体振荡器的供电输入端X1与振荡器电源的输出端Vb连接，晶体振荡器的输入端Z1与温度补偿电路的输出端Y2连接，温度补偿电路的输入端X2与二级稳压降噪电路的输出端Vc连接，二级稳压降噪电路的输入端Vd与一级稳压降噪电路的输出端Ve连接。
所述的振荡器电源由第一运算放大器A1、第一PMOS管T1、恒流源I、第一二极管D1和第二二极管D2组成。第一运算放大器A1的输出端与第一PMOS管T1的栅极连接，第一PMOS管T1的漏极分别与第一二极管D1的阳极和第一运算放大器A1的正输入端连接，第一运算放大器A1的负输入端接1.25V基准电压，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与恒流源I的一端连接，恒流源另一端接地，第一PMOS管T1的源极接电源Vdd，第一PMOS管T1的漏极与振荡器电源的输出端Vb连接；振荡器电源的输出端Vb与晶体振荡器的供电输入端X1连接。
所述的一级稳压降噪电路的连接方式为：第三运算放大器A3的正端接1.25V的基准电压，第三运算放大器A3的负端与第三运算放大器A3的输出端连接，第三运算放大器A3的输出端与一级稳压降噪电路的输出端Ve连接；一级稳压降噪电路的输出端Ve与二级稳压降噪电路的输入端Vd连接。
所述的二级稳压降噪电路由第二运算放大器A2、第二PMOS管T2和电阻R组成。第二运算放大器A2的输出端与第二PMOS管T2的栅极连接，第二PMOS管T2的源极接电源Vdd，第二PMOS管T2的漏极分别与电阻R的一端和第二运算放大器A2的正输入端连接，电阻R的另一端接地，第二PMOS管T2的漏极接二级稳压降噪电路的输出端Vc，第二运算放大器A2的负输入端与二级稳压降噪电路的输入端Vd连接；二级稳压降噪电路的输出端Vc与温度补偿电路的输入端口X2连接。
本发明的有益效果是：本发明是一种低噪声温度补偿晶体振荡器，本发明首先设计极低噪声振荡器电源给振荡器供电，使振荡器免受如数字电路开关噪声等其它电路噪声的影响；其次测温电路需要非常稳定的输出电压，这个电压如果受到噪声的干扰，将使测温不准，故本发明设计两级稳压降噪电路为测温电路供电，达到稳压、隔离和降噪的目的和效果。本发明将放大器技术运用于两级稳压降噪电路，减小了噪声和干扰对测温电路的影响，使温度测量精准，保证了补偿的正确实现。同样地，将放大器技术运用振荡器电源，提高了晶体振荡器的精度和稳定度。因此，本发明减小了测温电路的噪声，提高了晶体振荡器的频率稳定性，具有补偿精确和输出频率稳定的特点。本发明适用于消费类电子产品、通信和计算机等系统中，作为频率发生器为系统产生时钟信号和基准信号。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
图1是本发明的电路原理图，如图1所示，一种低噪声温度补偿晶体振荡器，包括晶体振荡器1、振荡器电源2、一级稳压降噪电路3、二级稳压降噪电路4和温度补偿电路5。晶体振荡器1的供电输入端X1与振荡器电源2的输出端Vb连接，晶体振荡器1的输入端Z1与温度补偿电路5的输出端Y2连接，温度补偿电路5的输入端X2与二级稳压降噪电路4的输出端Vc连接，二级稳压降噪电路4的输入端Vd与一级稳压降噪电路3的输出端Ve连接。
本实施例的振荡器电源2由第一运算放大器A1、第一PMOS管T1、恒流源I、第一二极管D1和第二二极管D2组成。第一运算放大器A1的输出端与第一PMOS管T1的栅极连接，第一PMOS管T1的漏极分别与第一二极管D1的阳极和第一运算放大器A1的正输入端连接，第一运算放大器A1的负输入端接1.25V基准电压，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与恒流源I的一端连接，恒流源另一端接地，第一PMOS管T1的源极接电源Vdd，第一PMOS管T1的漏极与振荡器电源2的输出端Vb连接；振荡器电源2的输出端Vb与晶体振荡器1的供电输入端X1连接。
本实施例的一级稳压降噪电路3的连接方式为：第三运算放大器A3的正端接1.25V的基准电压，第三运算放大器A3的负端与第三运算放大器A3的输出端连接，第三运算放大器A3的输出端与一级稳压降噪电路3的输出端Ve连接；一级稳压降噪电路3的输出端Ve与二级稳压降噪电路4的输入端Vd连接。
本实施例的二级稳压降噪电路4由第二运算放大器A2、第二PMOS管T2和电阻R组成。第二运算放大器A2的输出端与第二PMOS管T2的栅极连接，第二PMOS管T2的源极接电源Vdd，第二PMOS管T2的漏极分别与电阻R的一端和第二运算放大器A2的正输入端连接，电阻R的另一端接地，第二PMOS管T2的漏极接二级稳压降噪电路4的输出端Vc。第二运算放大器A2的负输入端与二级稳压降噪电路4的输入端Vd连接；二级稳压降噪电路4的输出端Vc与温度补偿电路5的输入端口X2连接。
本具体实施方式首先设计极低噪声振荡器电源给振荡器供电，使振荡器免受如数字电路开关噪声等其它电路噪声的影响；其次测温电路需要非常稳定的输出电压，这个电压如果受到噪声的干扰，将使测温不准，故本具体实施方式设计两级稳压降噪电路为测温电路供电，达到稳压、隔离和降噪的目的和效果。
本具体实施方式将放大器技术运用于两级稳压降噪电路，减小了噪声和干扰对测温电路的影响，使温度测量精准，保证了补偿的正确实现。同样地，将放大器技术运用振荡器电源，提高了晶体振荡器的精度和稳定度。
因此，本具体实施方式减小了测温电路的噪声，提高了晶体振荡器的频率稳定性，具有补偿精确和输出频率稳定的特点。本具体实施方式适用于消费类电子产品、通信和计算机等系统中，作为频率发生器为系统产生时钟信号和基准信号。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种低噪声温度补偿晶体振荡器，其特征在于：所述低噪声温度补偿晶体振荡器包括晶体振荡器、振荡器电源、一级稳压降噪电路、二级稳压降噪电路和温度补偿电路；晶体振荡器的供电输入端X1与振荡器电源的输出端Vb连接，晶体振荡器的输入端Z1与温度补偿电路的输出端Y2连接，温度补偿电路的输入端X2与二级稳压降噪电路的输出端Vc连接，二级稳压降噪电路的输入端Vd与一级稳压降噪电路的输出端Ve连接。
2.根据权利要求1所述的一种低噪声温度补偿晶体振荡器，其特征在于：所述的振荡器电源由第一运算放大器A1、第一PMOS管T1、恒流源I、第一二极管D1和第二二极管D2组成；第一运算放大器A1的输出端与第一PMOS管T1的栅极连接，第一PMOS管T1的漏极分别与第一二极管D1的阳极和第一运算放大器A1的正输入端连接，第一运算放大器A1的负输入端接1.25V基准电压，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与恒流源I的一端连接，恒流源另一端接地，第一PMOS管T1的源极接电源Vdd，第一PMOS管T1的漏极与振荡器电源的输出端Vb连接；振荡器电源的输出端Vb与晶体振荡器的供电输入端X1连接。
3.根据权利要求1所述的一种低噪声温度补偿晶体振荡器，其特征在于：所述的一级稳压降噪电路的连接方式为，第三运算放大器A3的正端接1.25V的基准电压，第三运算放大器A3的负端与第三运算放大器A3的输出端连接，第三运算放大器A3的输出端与一级稳压降噪电路的输出端Ve连接，一级稳压降噪电路的输出端Ve与二级稳压降噪电路的输入端Vd连接。
4.根据权利要求1所述的一种低噪声温度补偿晶体振荡器，其特征在于：所述的二级稳压降噪电路由第二运算放大器A2、第二PMOS管T2和电阻R组成；第二运算放大器A2的输出端与第二PMOS管T2的栅极连接，第二PMOS管T2的源极接电源Vdd，第二PMOS管T2的漏极分别与电阻R的一端和第二运算放大器A2的正输入端连接，电阻R的另一端接地，第二PMOS管T2的漏极接二级稳压降噪电路的输出端Vc，第二运算放大器A2的负输入端与二级稳压降噪电路的输入端Vd连接，二级稳压降噪电路的输出端Vc与温度补偿电路的输入端口X2连接。
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