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小型化微处理机温度补偿晶体振荡器的研究

安峡  
【摘要】: 随着电子技术的飞速发展,频率高度稳定的晶体振荡器得到了广泛的应用,特别是温度补偿晶体振荡器(TCXO)更是广泛应用于通信、导航、雷达、测量仪表等电子设备中。 在TCXO中,微处理机温度补偿晶体振荡器(MTCXO)是一种比较新型的数字式温度补偿晶体振荡器。本文研究了一种小型化微处理机温度补偿晶体振荡器。首先对石英晶体谐振器的频温特性进行分析,然后通过求解描述固体中弹性声波的Christoffel方程,得到其在切角Φ3 =0 ,Φ1=35 6′处也即AT切石英晶体谐振器的频率温度特性曲线,这是本文进行温度补偿的理论依据。并由此设计了振荡电路的实际电路。接着分析了MTCXO的温度补偿原理,介绍了系统的基本结构及工作原理,器件选择和电路设计,以及微处理器ADμC814的在线调试系统。之后文章详述了单片机的软件程序设计。 由于微处理器ADμC814功能强大,内部集成了温度传感器、ADC、DAC和CPU等部分,使得系统可以充分发挥软件的优势。在设计中采用软件以及软硬相结合的方法代替大量的硬件电路,这样就大大减少了晶体振荡器的体积及制造成本。 最后进行实验,通过对实验数据的分析,本文提出了一种改进方案,即采用外部温度传感器DS18B20,避免内部传感器的精度不高及干扰带来的误差,能在一定程度上改善系统输出频率。


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