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温补振荡器工作的原理

首先了解晶体的数学模型，温补晶振，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准确性.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，温补晶振原厂，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，温补晶振价格，并得到了结果，验证了本设计的可行性.

那么温补振荡器的准确定义又是什么？

一般石英晶体的频率都和温度相关，我们所使用的晶体振荡器，一般是在25度下达到较大精度。温度升高，精度误差增大；温度降低，误差减小。（这里升高降低的标准是以常温为基准，越接近常温，误差越小）。温补振荡器的作用即是当温度升高或者降低影响误差大小的时候，可以进行温度补偿，将温度拉回到接近常温。

温补晶振振荡器的发展

温补晶振由普通化转换成小型化是一个过程，在近十几年中得到稳定长足发展，其中在精密TCXO的研究开发与生产方面，日本居主宰地位。在70年代末汽车电话用TCXO的体积达20 以上，目前的主流的产品降至0.4 ，超小型化的TCXO器件体积仅为0.27。

在30年中，TCXO的体积缩小了50余倍乃至100倍。日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生产的表面贴装TCXO厚度由4mm降至2mm，温补晶振报价，在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90%。金石（KSS）集团生产的TCXO频率范围为2～80MHz，温度从－10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm；数字式TCXO的频率覆盖范围为0.2～90MHz，频率稳定度为±0.1ppm（－30℃～+85℃）。日本东泽通信机生产的TCO－935/937型片式直接温补型TCXO晶振，频率温度特性（点频15.36MHz）为±1ppm/－20～+70℃，在5V±5%的电源电压下的频率电压特性为±0.3ppm，输出正弦波波形（幅值为1VPP），电流损耗不足2mA，体积1 ，重量仅为1g。PiezoTechnology生产的X3080型TCXO采用表面贴装和穿孔两种封装，正弦波或逻辑输出，在－55℃～85℃范围内能达到±0.25～±1ppm的精度。