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温度补偿晶体振荡器的研究与设计

方圆  
【摘要】:现代电子,通信设备对时钟源的精确度有着越来越高的要求。在获得时钟源的各种方法中,晶体振荡器有着优良的稳定性和准确性而获得广泛应用。但是晶体振荡器的振荡频率还是会受到一些因素的影响(如电磁干扰,机械震动,湿度和温度等),特别是温度对振荡器的振荡频率影响很大。为了获得精确的频率源,就要在一定温度范围对振荡器电路进行补偿。 本文对温度补偿晶体振荡器电路进行了研究和设计。主要包括可调频率振荡器,带隙测温电路,模拟数字转换系统(AD),以及低压线性转换器(LDO)。论文首先研究了晶体的数学模型,用负阻的方法分析了石英晶体振荡器的起振原理以及补偿方法,设计了数字电容阵列可调频率晶体振荡电路,实现了频率简单可控。带隙测温电路采用了LDO供电和cascode结构,实现了输出温度电压具有高抑制比和精确性。模数转换器ADC采用了12位逐次逼近型电路,结构简单精度适中。LDO为测温电路提供了稳定的工作电源保证了输出信号的稳定,通过间断性地工作实现整个系统的低功耗。 随着CMOS技术的发展,上述的各种电路都可以集成在一块芯片里面。本文基于集成电路设计工具Cadence的软件环境,和SMIC的0.35um工艺,设计了以上电路,并得到了仿真结果,验证了本设计的可行性。


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