21.4MHz晶体振荡器的微机温度补偿

【摘要】： 晶体振荡器广泛应用于现代通信、导航、测量等领域的设备中。但是,许多设备工作在温度范围变化较大的环境中,由于石英晶体谐振器自身特殊的物理特性,温度的变化会导致晶体振荡器的频率发生偏移。在这种情况下,晶体振荡器就不能为设备提供稳定的时钟频率,导致设备工作异常。 本文主要针对环境温度对晶体振荡器输出频率的影响这个问题,开展了对AT切晶体振荡器的低相噪温度补偿技术的研究。根据AT切晶体振荡器的频率温度特性研究,分析了传统的补偿技术,最终采取了微处理机温度补偿的方法,提高了21.4MHz晶体振荡器的频率温度稳定度,同时降低了晶体振荡器的相位噪声。 本文首先研究了AT切晶体振荡器的频率温度特性以及温度补偿的原理,讨论了目前传统的补偿方式,通过对各种补偿方法的对比选择了微机温度补偿方法。在此基础上,提出了本设计采用的方案,并且进行了硬件设计,主要包括主振电路和补偿网络。同时,研究了降低晶体振荡器相位噪声的原理与方法,对21.4MHz的微机温度补偿晶体振荡器的相位噪声进行了优化。在软件设计中,研究了分段温度补偿算法并选择了分段线性插值算法。最后,对21.4MHz的温度补偿晶体振荡器进行了测试,验证频率温度稳定度达到了预期指标。