CN111628723A - 一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器 - Google Patents

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罗海杰
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Chengdu Hengjing Technology Co ltd
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Chengdu Hengjing Technology Co ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
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    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator

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Abstract

本发明公开了晶体振荡器技术领域的一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，包括基板，基板的上端固定有专用控制补偿SOC、普通压控晶体振荡器和外部电容，专用控制补偿SOC内部集成有电源LDO、温度传感器、波形转换电路、电压转换电路和滤波电路，电源LDO、温度传感器、波形转换电路、电压转换电路分别与专用控制补偿SOC的控制系统电性连接，滤波电路和电压转换电路电性连接；本发明温度补偿压控晶体振荡器的输出频率稳定度高，同时集成了波形转换电路能够实现晶体输出频率的正弦波形和方波选择性输出，满足客户实际应用中的定制化需求，实现了尺寸上的小型化，减少了物料及加工上的成本。

Description

一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器
技术领域
本发明涉及晶体振荡器技术领域，具体涉及一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器。
背景技术
随着小型蜂窝基站建设、5G网络、卫星导航通讯、以太网时间同步等现代科技领域的飞速发展，人们对相关的基础器件如晶体振荡器的频率温度稳定性、相位噪声及体积、功耗、成本等方面提出了越来越高的需求。目前晶体振荡器主要分为恒温晶体振荡器(OCXO)、温补晶体振荡器(TCXO)、压控-温补晶体振荡器(VC-TCXO)。
传统的高稳定的温度补偿压控晶体振荡器通常采用图1示例进行频率补偿，选取小体积的单片机等分离器件预先采集温度值和控制电压的对应关系并进行内部存储，采集完成后单片机不断采集温度值并读取预先存储的对应的控制电压值进行输出，通过输出的电压对VC-TCXO的输出频率进行温度补偿。这类方案缺陷仍存在不足之处：一是集成度不高且集成难度大，难以实现7.0×5.0mm以下尺寸产品；二是小型化器件选型少，价格贵且通常采购周期长，加工及物料成本高。
因此，亟需设计一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，包括基板，所述基板的上端固定有专用控制补偿SOC、普通压控晶体振荡器和外部电容，所述专用控制补偿SOC内部集成有电源LDO、温度传感器、波形转换电路、电压转换电路和滤波电路，所述电源LDO、温度传感器、波形转换电路、电压转换电路分别与专用控制补偿SOC的控制系统电性连接，所述滤波电路和电压转换电路电性连接，所述普通压控晶体振荡器的控制电压输入端和外部电容分别与滤波电路电性连接，所述普通压控晶体振荡器的晶体输出端与波形转换电路电性连接。
进一步的，上述高稳定度温度补偿压控晶体振荡器中，所述波形转换电路用于实现晶体输出频率的正弦波形和方波的选择性输出。
进一步的，上述高稳定度温度补偿压控晶体振荡器中，所述波形转换电路的外端连接有示波器。
进一步的，上述高稳定度温度补偿压控晶体振荡器中，所述基板的尺寸小于等于5.0mm×3.0mm。
进一步的，上述高稳定度温度补偿压控晶体振荡器中，所述专用控制补偿SOC的尺寸小于等于2.0mm×2.0mm。
进一步的，上述高稳定度温度补偿压控晶体振荡器中，所述普通压控晶体振荡器晶体输出端的频率稳定度在-40～85℃范围内保持为大于等于±0.05ppm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明实现了高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，温度补偿压控晶体振荡器的输出频率稳定度在-40～85℃范围内能够保持±0.05ppm之内甚至更高。
2、本发明实现了高稳定温度补偿压控晶体振荡器尺寸上的小型化，能够实现5.0×3.0mm之内的产品，能够提高产品的可靠性指标，同时减少物料及加工上的成本。
3、本发明专用控制补偿SOC内部集成了波形转换电路能够实现晶体输出频率的正弦波形和方波选择性输出，满足客户实际应用中的定制化需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统高稳定温度补偿压控晶体振荡器频率补偿方案图；
图2为本发明整体结构示意图；
图3为本发明专用控制补偿SOC结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-基板，2-专用控制补偿SOC，21-电源LDO，22-温度传感器，23-波形转换电路，24-电压转换电路，25-滤波电路，3-普通压控晶体振荡器，4-外部电容。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，包括基板1，基板1的上端固定有专用控制补偿SOC2、普通压控晶体振荡器3和外部电容4。专用控制补偿SOC2内部集成有电源LDO21、温度传感器22、波形转换电路23、电压转换电路24和滤波电路25。电源LDO21、温度传感器22、波形转换电路23、电压转换电路24分别与专用控制补偿SOC2的控制系统电性连接。滤波电路25和电压转换电路24电性连接，普通压控晶体振荡器3的控制电压输入端和外部电容4分别与滤波电路25电性连接，普通压控晶体振荡器3的晶体输出端与波形转换电路23电性连接。
其中，波形转换电路23用于实现晶体输出频率的正弦波形和方波的选择性输出，满足客户实际应用中的定制化需求。波形转换电路23的外端连接有示波器用于显示波形。
基板1的尺寸小于等于5.0mm×3.0mm，专用控制补偿SOC2的尺寸小于等于2.0mm×2.0mm。采用集成电路和尽量少的元器件构成能够实现产品尺寸小型化，符合目前主流的应用需求。
普通压控晶体振荡器3晶体输出端的频率稳定度在-40～85℃范围内保持为大于等于±0.05ppm，满足一些高技术指标要求的应用需求。
本发明的一个实施例为：一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，包括普通压控晶体振荡器(VCXO)、专用频率-温度特性补偿控制SOC、电容和基板。专用控制补偿SOC内部集成电源LDO、温度传感器和控制电压输出电路，输出与温度相关的控制电压控制外部普通压控晶体振荡器输出频率的温度特性，使得晶体振荡器的输出频率在-40～85℃保持高稳定度。同时专用控制补偿SOC内部还集成了波形转换电路能够实现晶体输出频率的正弦波形(Sin)和方波(CMOS)选择性输出，满足客户实际应用中的定制化需求。整个高稳定度温度补偿压控晶体振荡器的内部采用集成电路和尽量少的元器件构成能够实现5.0×3.0mm一下的产品尺寸，符合目前主流的应用需求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，包括基板(1)，其特征在于：所述基板(1)的上端固定有专用控制补偿SOC(2)、普通压控晶体振荡器(3)和外部电容(4)，所述专用控制补偿SOC(2)内部集成有电源LDO(21)、温度传感器(22)、波形转换电路(23)、电压转换电路(24)和滤波电路(25)，所述电源LDO(21)、温度传感器(22)、波形转换电路(23)、电压转换电路(24)分别与专用控制补偿SOC(2)的控制系统电性连接，所述滤波电路(25)和电压转换电路(24)电性连接，所述普通压控晶体振荡器(3)的控制电压输入端和外部电容(4)分别与滤波电路(25)电性连接，所述普通压控晶体振荡器(3)的晶体输出端与波形转换电路(23)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，其特征在于：所述波形转换电路(23)用于实现晶体输出频率的正弦波形和方波的选择性输出。
3.根据权利要求1所述的一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，其特征在于：所述波形转换电路(23)的外端连接有示波器。
4.根据权利要求1所述的一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，其特征在于：所述基板(1)的尺寸小于等于5.0mm×3.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，其特征在于：所述专用控制补偿SOC(2)的尺寸小于等于2.0mm×2.0mm。
6.根据权利要求1所述的一种高稳定度温度补偿压控晶体振荡器，其特征在于：所述普通压控晶体振荡器(3)晶体输出端的频率稳定度在-40～85℃范围内保持为大于等于±0.05ppm。
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