CN110474607B - 可空间应用的补偿型石英晶体振荡器及补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可空间应用的补偿型石英晶体振荡器，涉及石英晶体振荡器领域。它包括入口电源电路、数字部分稳压电路、模拟部分稳压电路、晶体振荡电路、压控电压调制电路、温度采集电路、数字处理电路、变频输出电路；入口电源电路分别与数字部分稳压电路和模拟部分稳压电路连接；数字部分稳压电路分别与温度采集电路和数字处理电路连接；模拟部分稳压电路分别与晶体振荡电路和压控电压调制电路连接；温度采集电路为集成式温度传感器或分立式感温器件；本发明的石英晶体振荡器选用功耗低、噪声低、稳定度高、可靠性高的电子原器件。本发明还涉及这种可空间应用的补偿型石英晶体振荡器的补偿方法。
Description
技术领域
本发明涉及石英晶体振荡器领域，更具体地说它是一种可空间应用的补偿型石英晶体振荡器，本发明还涉及这种可空间应用的补偿型石英晶体振荡器的补偿方法。
背景技术
石英晶体振荡器以其独有的频率特性在现代电子电路中承担着报时、同步、测量等各种重要职能。
随着各行业的发展，对晶振指标需求也在不断提升，诸如小型化、高稳定度、低功耗等。
但在器件选择、电路结构、控制算法上进行可靠性设计和保障，使频率-温度稳定度指标提升，质量等级提升是业内目前的难题。
发明内容
本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种可空间应用的补偿型石英晶体振荡器。
本发明的第二目的是提供这种可空间应用的补偿型石英晶体振荡器的补偿方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：可空间应用的补偿型石英晶体振荡器，其特征在于：包括入口电源电路、数字部分稳压电路、模拟部分稳压电路、晶体振荡电路、压控电压调制电路、温度采集电路、数字处理电路、变频输出电路；
所述入口电源电路分别与数字部分稳压电路的输入端和模拟部分稳压电路的输入端连接；
所述数字部分稳压电路的输出端分别与温度采集电路的输入端和数字处理电路的输入端连接；
所述模拟部分稳压电路的输出端分别与晶体振荡电路的输入端和压控电压调制电路的输入端连接；
所述温度采集电路为集成式温度传感器或分立式感温器件；
所述数字处理电路包括两个I/O口，一个I/O口作为信号输入口接收来自温度采集电路的数字化温度信号，一个I/O口作为信号输出口向压控电压调制电路发送的脉冲信号；
所述压控电压调制电路接收数字处理电路发送脉冲信号，经过处理后将信号通过压控电压调制电路的输出端输出至晶体振荡电路的压控端；
所述晶体振荡电路的振荡信号输出端通过变频输出电路与OUT端连接或晶体振荡电路的振荡信号输出端直接与OUT端连接。
在上述技术方案中，当所述温度采集电路选用集成式温度传感器时，将温度信号直接转换为高分辨率的数字信号发送至数字处理电路对应的I/O口；
当所述温度采集电路选用分立式感温器件时，将分立式感温器件上因温度变化引起的模拟电压连接至数字处理电路带A/D功能的I/O口。
在上述技术方案中，所述数字处理电路上还有一个I/O口作为信号输入口接收来自频率调制端口的调制信号，频率调制端口与工控机连接，工控机与频率测试仪连接。
在上述技术方案中，所述变频输出电路与频率测试仪连接，频率调制端口位于工控机上。
在上述技术方案中，所述压控电压调制电路在接收数字处理电路发送脉冲信号后，进一步做积分、放大、滤波、微调处理，并加以避免运放自激的安全环路后，将信号通过压控电压调制电路的输出端输出至晶体振荡电路的压控端。
本发明的第二目的是提供一种可空间应用的补偿型石英晶体振荡器的补偿方法，有二种方式。
其中的第一种方式采用温度-频率逼近算法；
其特征在于包括如下步骤：
第A1步：频率测试仪读取变频输出电路OUT端的输出频率；
第A2步：通过数字处理电路计算OUT端的输出频率与数字处理电路中设置的标准频率的差值；
第A3步：数字处理电路输出与标频差对应的补偿电压值，该电压值通过压控电压调制电路处理后生成补偿电压，晶体振荡电路在补偿电压的控制下重新调整变频输出电路的输出频率；
第A4步：重新调整后的输出频率再次与标频比对，重新生成标频差；
第A5步：再次判定标频差；若不合格，重复步骤A1；
第A6步：若合格，则存取补偿电压值；
第A7步：补偿完成。
第二种方式采用循环检测及重新补偿算法。
其特征在于包括如下步骤：
第B1步：频率测试仪读取变频输出电路OUT端的输出频率；
第B2步：通过数字处理电路计算OUT端的输出频率与数字处理电路中设置的标准频率的差值；
第B3步：数字处理电路输出与标频差对应的补偿电压值，该电压值通过压控电压调制电路处理后生成补偿电压，晶体振荡电路在补偿电压的控制下重新调整变频输出电路的输出频率；
第B4步：重新调整后的输出频率再次与标频比对，重新生成标频差；
第B5步：再次判定标频差；若不合格，重复步骤A1；
第B6步：若合格，则存取补偿电压值；
第B7步：补偿完成，停止补偿；
第B8步：按存取补偿的电压值工作一个时间周期；
第B9步：再次测定当前频率与标频的差值；
第B10步：再次进行频差判定；
第B11步：若不合格，重复骤B5；
若合格，补偿完成。
本发明具有如下优点：
1)本发明在器件选择、电路结构、控制算法上进行可靠性设计和保障，使频率-温度稳定度指标由常规的≤|±1ppm|提升至≤|±0.1ppm|，质量等级提升至空间应用水平。本发明的石英晶体振荡器选用功耗低、噪声低、稳定度高、可靠性高的电子原器件。
2)本发明将数/模电路分区，布线时进行数/模电源区分；数/模的区分，从物理结构上降低信号串扰，确保振荡器输出的频率、相噪稳定纯净。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为温度采集电路采用集成式温度传感器时本发明的结构示意图。
图3为温度采集电路采用分立式感温器件时本发明的结构示意图。
图4为变频输出电路空置时本发明的结构示意图。
图5温度-频率逼近算法的结构方框图。
图6循环检测及重新补偿算法的结构方框图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参阅附图1-4可知：可空间应用的补偿型石英晶体振荡器，包括入口电源电路1、数字部分稳压电路2、模拟部分稳压电路3、晶体振荡电路4、压控电压调制电路5、温度采集电路6、数字处理电路7、变频输出电路8；
所述入口电源电路1分别与数字部分稳压电路2的输入端和模拟部分稳压电路3的输入端连接；
所述数字部分稳压电路2的输出端分别与温度采集电路6的输入端和数字处理电路7的输入端连接；
所述模拟部分稳压电路3的输出端分别与晶体振荡电路4的输入端和压控电压调制电路5的输入端连接；
所述温度采集电路6可为集成式温度传感器和分立式感温器件；
所述数字处理电路7包括两个I/O口，一个I/O口作为信号输入口接收来自温度采集电路6的数字化温度信号，一个I/O口作为信号输出口向压控电压调制电路5发送的脉冲信号；
所述压控电压调制电路5接收数字处理电路7发送脉冲信号，经过处理后将信号通过压控电压调制电路5的输出端输出至晶体振荡电路4的压控端；
所述晶体振荡电路4的振荡信号输出端通过变频输出电路8与OUT端连接或晶体振荡电路4的振荡信号输出端直接与OUT端连接。
当所述温度采集电路6选用集成式温度传感器时，将温度信号直接转换为高分辨率的数字信号发送至数字处理电路7对应的I/O口；
当所述温度采集电路6选用分立式感温器件时，将分立式感温器件上因温度变化引起的模拟电压连接至数字处理电路7带A/D功能的I/O口。
所述数字处理电路7上还有一个I/O口作为信号输入口接收来自频率调制端口9的调制信号，频率调制端口9与工控机11连接，工控机11与频率测试仪10连接。
所述变频输出电路8与频率测试仪10连接，频率调制端口9位于工控机11上。
所述压控电压调制电路5在接收数字处理电路7发送脉冲信号后，进一步做积分、放大、滤波、微调处理，并加以避免运放自激的安全环路后，将信号通过压控电压调制电路5的输出端输出至晶体振荡电路4的压控端。
本发明的入口电源电路1采用了较为强大的滤波网，较优地隔离外部干扰串入，在EMC方面有较佳表现。
数字部分稳压电路2和模拟部分稳压电路3采用低压差线性稳压器，较佳的将两种工作模块实现干扰隔离，并能较灵活的实现各种器件工作电平的匹配。
晶体振荡电路4和变频输出电路8采用了集成式贴片温补及基于PLL技术的变频芯片，将振荡、输出整形及灵活变频功能集于一体，充分实现功能多、体积小、功耗低的特点。同时变频部分并不限于PLL方式，也可以是其他任何变频方式。
压控电压调制电路5通过运放实现比例、积分、放大，通过抗自激环路保证了运放工作的可靠性，通过补充比例环路实现了输出电压的微调，通过补充滤波环路实现压控电压的净化。
温度采集电路6采用集成式高分辨率数字型温度传感器(集成式温度传感器)或独立模拟式热敏电阻(分立式感温器件)，两种方式均可实现温度的精密采集。与现有技术相比，独立模拟式热敏电阻需辅助更多的算法支撑，但能更好的实现结构简化和可靠性提高。
数字处理电路7在晶振初始化阶段，通过频率调制端口9与频率测试仪10连接，频率测试仪10与工控机11连接，实现与晶振有关的频率、时间、温度、压控电压的闭环控制，程序内容最大化实现查表方式，提高程序可读性和可靠性；其中核心算法和控制函数可独立于硬件电路变动进行调试和优化。
所述频率调制端口9、频率测试仪10、工控机11、数字处理电路7、压控电压调制电路5、晶体振荡电路4和变频输出电路形成闭环。
本发明第一种可空间应用的补偿型石英晶体振荡器的补偿方法，其特征在于包括如下步骤：
第A1步：频率测试仪10读取变频输出电路8OUT端的输出频率；
第A2步：通过数字处理电路7计算OUT端的输出频率与数字处理电路中设置的标准频率的差值；
第A3步：数字处理电路7输出与标频差对应的补偿电压值，该电压值通过压控电压调制电路5处理后生成补偿电压，晶体振荡电路4在补偿电压的控制下重新调整变频输出电路8的输出频率；
第A4步：重新调整后的输出频率再次与标频比对，重新生成标频差；
第A5步：再次判定标频差；若不合格，重复步骤A1；
第A6步：若合格，则存取补偿电压值；
第A7步：补偿完成。
另一种可空间应用的补偿型石英晶体振荡器的补偿方法，其特征在于包括如下步骤：
第B1步：频率测试仪10读取变频输出电路8OUT端的输出频率；
第B2步：通过数字处理电路7计算OUT端的输出频率与数字处理电路中设置的标准频率的差值；
第B3步：数字处理电路7输出与标频差对应的补偿电压值，该电压值通过压控电压调制电路5处理后生成补偿电压，晶体振荡电路4在补偿电压的控制下重新调整变频输出电路8的输出频率；
第B4步：重新调整后的输出频率再次与标频比对，重新生成标频差；
第B5步：再次判定标频差；若不合格，重复步骤A1；
第B6步：若合格，则存取补偿电压值；
第B7步：补偿完成，停止补偿；
第B8步：按存取补偿的电压值工作一个时间周期；
第B9步：再次测定当前频率与标频的差值；
第B10步：再次进行频差判定；
第B11步：若不合格，重复骤B5；
若合格，补偿完成。
本发明共有三个实施例：
实施例一，当温度采集电路6采用集成式高分辨率数字型温度传感器(集成式温度传感器),如图2所示：
入口电源电路1是在电源入口处设置初级大电容滤波，有效改善电源纹波，提高EMC抗干扰水平。
数字部分稳压电路2和模拟部分稳压电路3是通过在入口电源电路1后增加两个稳压器及滤波电容设置，实现数字电源和模拟电源的分配和隔离；对于数字电路部分，能使数字电路部分电平稳定，确保各种数字门可靠翻转；对于模拟电路部分，能有效隔离数字电路引起的杂散，提升晶振频率信号输出的频谱纯度。
晶振振荡电路4采用成熟的温补晶振电路，为电路的相噪等指标提升预留调试空间，且确保温补晶振单元的频率-温度稳定性指标在数字补偿前达到≤|±1ppm|水平，晶振振荡电路4输出客户需求的频率。
压控电压调制电路5是以运放为主体的运放电路及比例调试电路，实现对来自数字处理电路7输出的脉冲进行有源环路滤波，最后得出稳定干净且可进行比例微调的压控电压，最终改变各温度条件下的频率特性，实现频率-温度稳定度指标的高稳目标；另外，在运放的IN-和IN+两个回路分别设置了防自激电路，提高运放电路可靠性。
温度采集电路6当采用数字传感器时，温度信号可在数字传感器内部实现A/D转换，即将温度直接转换成数字信号，测量分辨率由选用的数字传感器型号决定，通常测量分辨率可达0.0625℃。而数字处理电路7接收到数字传感器的数字温度信号，可在内部直接温度补偿量计算，适当地简化数字处理电路7所使用的算法程序。
工作时，温度采集电路6采集当时石英晶体振荡器的环境温度，不同的环境温度对应不同的补偿电压(由压控电压调制电路5进行补偿)，即建立环境温度与补偿电压的对应关系。
数字处理电路7是一个以DSP芯片为主体并进行必要外部配置的电路；它的主要功能是实时接收来自温度采集电路6的温度信号，通过内部参数查询表建立温度和补偿量的关系，对压控电压调制电路5输出补偿用的PWM调制信号；为提高程序的可读性和可靠性，参数调用采用查表方式。
变频输出电路8是当晶体振荡电路4能提供的高稳频率不满足最终输出频率时，可通过变频输出电路8进行新频率合成。通常在最终输出频率为非标或少用的频率点时，可使用较易实现的普通频率点进行变频获得。变频方式通常由分频、倍频、DDS、PLL等，而本发明选用倍数(系数)最灵活、频谱恶化最小的PLL方式。
频率调试端口9、频率测试仪10和工控机11是本发明生产调试的外部辅助设备，通过联机调试，将测试参数生成参数查询表方式，最终固化到数字处理电路7的程序存储器。参数调试完毕后，即可与外部辅助设备断开，成为可独立工作的数字补偿型温补晶振。
其中的工控机11控制频率测试仪10的动作，频率测试仪10测试数字处理电路7的频率。
实施例二，温度采集电路6采用分立式简易热敏电阻分压结构(分立式感温器件),如图3所示：
除温度采集电路6采用分立式简易热敏电阻分压结构外，其余电路方案均与方案1相似或相同。
温度采集电路6采用分立式简易热敏电阻分压结构是一种更易于达到空间应用要求的方案；热敏电阻为单一分立离器件，较于集成度较高的IC是更易获得具备空间使用质量保证资格的器件；由于热敏电阻分压结构只能在温度变化时，得到一个随温度变化的电压曲线，为模拟量，此时只能将模拟量输入到DSP对应的AD端口，实现DSP芯片内部模/数转换，辅以内部控制算法，实现预定测量分辨率及转换精度；因此，用热敏电阻分压结构较使用数字温度传感器需要自行辅助更多的程序和算法。
实施例三，变频输出电路空置方案,如图4所示：
除将变频输出电路8空置外，其余电路方案可与方案1或方案2相似或相同。
当晶体振荡电路4所提供的高稳频率与最终输出频率相同时，可将变频输出电路8空置，将晶体振荡电路4频率输出端与对外OUT端越过空置的变频输出电路8直接连接。
本发明的算法包括温度-频率逼近算法、循环检测及重新补偿算法、多点温度-频率误差拟合算法、温度-频率多通道自动补偿算法、特殊温度区间防止频率过冲预估补偿算法，温度-频率逼近算法如图5所示，循环检测及重新补偿算法如图6所示。
本发明在布板设计兼顾重量分布均匀原则，确保PCB板承重均匀，有意识提高力学性能；本发明布板兼顾功能划分并可灵活组合的原则。
如图5所示本发明温度-频率逼近算法的结构方框图，其算法流程为：
第A1步：频率测试仪读取变频输出电路8OUT端的输出频率；
第A2步：通过数字处理电路7计算OUT端的输出频率(当前频率)与数字处理电路中设置的标准频率(简称标频)的差值；
第A3步：数字处理电路7输出与标频差对应的补偿电压值，该电压值通过压控电压调制电路5处理后生成补偿电压，晶体振荡电路4在补偿电压的控制下重新调整变频输出电路8的输出频率；
第A4步：重新调整后的输出频率再次与标频比对，重新生成标频差；
第A5步：再次判定标频差；若不合格，重复步骤A1；
第A6步：若合格，则存取补偿电压值；
第A7步：补偿完成。
本发明另一种补偿方法的优点为：由于石英晶体谐振器存在漂移特性，为抑制该特性，工作一定的时间周期后需要再次进行频率确认或再次补偿。即进行复测，复测的目的是为了提高产品的合格率，和提高补偿精度。
如图6为循环检测及重新补偿算法的结构方框图，其算法流程为：
第B1步：频率测试仪读取变频输出电路8OUT端的输出频率；
第B2步：通过数字处理电路7计算OUT端的输出频率(当前频率)与数字处理电路中设置的标准频率(简称标频)的差值；
第B3步：数字处理电路7输出与标频差对应的补偿电压值，该电压值通过压控电压调制电路5处理后生成补偿电压，晶体振荡电路4在补偿电压的控制下重新调整变频输出电路8的输出频率；
第B4步：重新调整后的输出频率再次与标频比对，重新生成标频差；
第B5步：再次判定标频差；若不合格，重复步骤A1；
第B6步：若合格，则存取补偿电压值；
第B7步：补偿完成，停止补偿；
第B8步：按存取补偿的电压值工作一个时间周期(时间周期可调整)；
第B9步：再次测定当前频率与标频的差值；
第B10步：再次进行频差判定；
第B11步：若不合格，重复骤B5；
若合格，补偿完成。
其它未详细说明的部分均属于现有技术。
Claims (5)
1.可空间应用的补偿型石英晶体振荡器，其特征在于：包括入口电源电路(1)、数字部分稳压电路(2)、模拟部分稳压电路(3)、晶体振荡电路(4)、压控电压调制电路(5)、温度采集电路(6)、数字处理电路(7)、变频输出电路(8)；
所述入口电源电路(1)是在电源入口处设置初级大电容滤波；
所述入口电源电路(1)分别与数字部分稳压电路(2)的输入端和模拟部分稳压电路(3)的输入端连接；
所述数字部分稳压电路(2)的输出端分别与温度采集电路(6)的输入端和数字处理电路(7)的输入端连接；
所述模拟部分稳压电路(3)的输出端分别与晶体振荡电路(4)的输入端和压控电压调制电路(5)的输入端连接；
所述温度采集电路(6)为集成式温度传感器或分立式感温器件；
所述数字处理电路(7)包括两个I/O口，一个I/O口作为信号输入口接收来自温度采集电路(6)的数字化温度信号，一个I/O口作为信号输出口向压控电压调制电路(5)发送脉冲信号；
所述压控电压调制电路(5)接收数字处理电路(7)发送的脉冲信号，经过处理后将信号通过压控电压调制电路(5)的输出端输出至晶体振荡电路(4)的压控端；
所述晶体振荡电路(4)的振荡信号输出端通过变频输出电路(8)与OUT端连接或晶体振荡电路(4)的振荡信号输出端直接与OUT端连接；
可空间应用的补偿型石英晶体振荡器的方法，包括如下步骤：
第A1步：频率测试仪(10)读取变频输出电路(8)OUT端的输出频率；
第A2步：通过数字处理电路(7)计算OUT端的输出频率与数字处理电路(7)中设置的标准频率的差值；
第A3步：数字处理电路(7)输出与标频差对应的补偿电压值，该电压值通过压控电压调制电路(5)处理后生成补偿电压，晶体振荡电路(4)在补偿电压的控制下重新调整变频输出电路(8)的输出频率；
第A4步：重新调整后的输出频率再次与标频比对，重新生成标频差；
第A5步：再次判定标频差；若不合格，重复步骤A1；
第A6步：若合格，则存取补偿电压值；
第A7步：补偿完成；
或可空间应用的补偿型石英晶体振荡器的方法，包括如下步骤：
第B1步：频率测试仪(10)读取变频输出电路(8)OUT端的输出频率；
第B2步：通过数字处理电路(7)计算OUT端的输出频率与数字处理电路(7)中设置的标准频率的差值；
第B3步：数字处理电路(7)输出与标频差对应的补偿电压值，该电压值通过压控电压调制电路(5)处理后生成补偿电压，晶体振荡电路(4)在补偿电压的控制下重新调整变频输出电路(8)的输出频率；
第B4步：重新调整后的输出频率再次与标频比对，重新生成标频差；
第B5步：再次判定标频差；若不合格，重复步骤A1；
第B6步：若合格，则存取补偿电压值；
第B7步：补偿完成，停止补偿；
第B8步：按存取补偿的电压值工作一个时间周期；
第B9步：再次测定当前频率与标频的差值；
第B10步：再次进行频差判定；
第B11步：若不合格，重复骤B5；
若合格，补偿完成。
2.根据权利要求1所述的可空间应用的补偿型石英晶体振荡器，其特征在于：当所述温度采集电路(6)选用集成式温度传感器时，将温度信号直接转换为高分辨率的数字信号发送至数字处理电路(7)对应的I/O口；
当所述温度采集电路(6)选用分立式感温器件时，将分立式感温器件上因温度变化引起的模拟电压连接至数字处理电路(7)带A/D功能的I/O口。
3.根据权利要求1或2所述的可空间应用的补偿型石英晶体振荡器，其特征在于：所述数字处理电路(7)上还有一个I/O口作为信号输入口接收来自频率调制端口(9)的调制信号，频率调制端口(9)与工控机(11)连接，工控机(11)与频率测试仪(10)连接。
4.根据权利要求3所述的可空间应用的补偿型石英晶体振荡器，其特征在于：所述变频输出电路(8)与频率测试仪(10)连接，频率调制端口(9)位于工控机(11)上。
5.根据权利要求4所述的可空间应用的补偿型石英晶体振荡器，其特征在于：所述压控电压调制电路(5)在接收数字处理电路(7)发送脉冲信号后，进一步做积分、放大、滤波、微调处理，并加以避免运放自激的安全环路后，将信号通过压控电压调制电路(5)的输出端输出至晶体振荡电路(4)的压控端。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201956971U (zh) * | 2011-03-30 | 2011-08-31 | 苏州麦格芯微电子有限公司 | 一种数字式温度补偿晶体振荡器 |
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Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN2650392Y (zh) * | 2003-10-16 | 2004-10-20 | 张连琴 | 全数字温度补偿晶体振荡器单片集成块 |
| CN201571042U (zh) * | 2009-07-02 | 2010-09-01 | 广州市天马电讯科技有限公司 | 自拟合数字温补晶体振荡器及其系统 |
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| CN102082548A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-06-01 | 成都天奥电子股份有限公司 | 具有高精度的微机补偿表贴温补晶振 |
| CN102522949A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-06-27 | 郑州原创电子科技有限公司 | 一种恒温晶体振荡电路的温度补偿装置 |
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN201956971U (zh) * | 2011-03-30 | 2011-08-31 | 苏州麦格芯微电子有限公司 | 一种数字式温度补偿晶体振荡器 |
| JP2013211654A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Seiko Epson Corp | 発振器、電子機器及び発振器の温度補償方法 |
| JP2016111522A (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | セイコーＮｐｃ株式会社 | デジタル温度補償型発振器 |
Non-Patent Citations (2)
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|---|
| "A design of ± 0.28 ppm temperature-compensated crystal oscillator in a 0.35 μm CMOS process";Ming Chen等;《Analog Integrated Circuits and Signal Processing》;20190313;第100卷;157-166 * |
| "高稳定度晶体振荡器的设计与老化补偿";刘玮;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 信息科技辑》;20141115;I135-209 * |
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