CN110380687B - 一种多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，涉及电子电路领域，该多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机为温度补偿晶体振荡器增加了相应的***控制电路，通过与温度补偿晶体振荡器相连的三态缓冲器、反向器和单刀双掷开关，结合各个控制端子可以实现产生不同的状态，配合温度变化补偿温度补偿晶体振荡器，从而可以将温度补偿晶体振荡器原有的温度曲线拉平，达到高精度频率，满足工业使用需要。

Description

一种多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机

技术领域

本发明涉及电子电路领域，尤其是一种多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机。

背景技术

TCXO（Temperature Compenstate Xtal Oscillator，温度补偿晶体振荡器）是一种借助附加的温度补偿电路使周围温度变化产生的振荡频率的变化量减少的石英振荡器，但是TCXO能达到的补偿精度难以满足工业需要。

发明内容

针对上述问题及技术需求，提出了一种多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，本发明的技术方案如下：

一种多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，该多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机包括温度补偿晶体振荡器，温度补偿晶体振荡器的VDD引脚连接供电电源的正极，VDD引脚还通过滤波电容接地；控制信号源连接三态缓冲器的输入端，三态缓冲器的输出端连接温度补偿晶体振荡器的SCLK引脚，串行时钟高阻状态控制端通过第一反向器连接三态缓冲器的使能端；数字信号输入端通过第二反向器连接第一单刀双掷开关的一个活动端，第一单刀双掷开关的另一个活动端连接信号输出端，第一单刀双掷开关的固定端连接第二单刀双掷开关的一个活动端，第二单刀双掷开关的另一个活动端连接第三单刀双掷开关的固定端，第二单刀双掷开关的固定端连接温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚；第三单刀双掷开关的一个活动端悬空、另一个活动端连接第一数字万用表；信号关闭控制端通过第三反向器连接第一单刀双掷开关的控制端和第三单刀双掷开关的控制端；信号开启控制端通过第四反向器连接第二单刀双掷开关的控制端；信号输入高阻状态控制端通过第五反向器连接第四单刀双掷开关的控制端，第四单刀双掷开关的一个活动端悬空、另一个活动端连接三态缓冲器的输出端，第四单刀双掷开关的固定端连接第二数字万用表；温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚还分别通过第一电容和第一电阻接地，温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚还依次连接第二电容和放大器后连接计频器。

其进一步的技术方案为，多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机中包括至少两个温度补偿晶体振荡器，供电电源的正极通过多路开关分别连接每个温度补偿晶体振荡器的VDD引脚；三态缓冲器的输出端通过多路开关分别连接每个温度补偿晶体振荡器的SCLK引脚；第二单刀双掷开关的固定端通过多路开关分别连接每个温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚。

其进一步的技术方案为，多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机中包括1024个温度补偿晶体振荡器，供电电源的正极连接第一多路开关的公共端，第一多路开关的每个通道分别连接一个第二多路开关的公共端，每个第二多路开关的每个通道分别连接一个温度补偿晶体振荡器的VDD引脚；三态缓冲器的输出端连接第三多路开关的公共端，第三多路开关的每个通道分别连接一个第四多路开关的公共端，每个第四多路开关的每个通道分别连接一个温度补偿晶体振荡器的SCLK引脚；第二单刀双掷开关的固定端连接第五多路开关的公共端，第五多路开关的每个通道分别连接一个第六多路开关的公共端，每个第六多路开关的每个通道分别连接一个温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚；其中，第一多路开关、第二多路开关、第三多路开关、第四多路开关、第五多路开关和第六多路开关均为32通道的多路开关。

其进一步的技术方案为，第一多路开关、第二多路开关、第三多路开关、第四多路开关、第五多路开关和第六多路开关分别由ADG732芯片实现。

其进一步的技术方案为，第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关和第四单刀双掷开关分别由ADG849芯片或MAX4729芯片实现。

其进一步的技术方案为，第一反向器、第二反向器、第三反向器、第四反向器和第五反向器分别由CD74HC04芯片中的五个通道实现。

其进一步的技术方案为，三态缓冲器由CD74HC125芯片实现。

本发明的有益技术效果是：

本申请公开了一种多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，为温度补偿晶体振荡器增加了相应的***控制电路，通过与温度补偿晶体振荡器相连的三态缓冲器、反向器和单刀双掷开关，结合各个控制端子可以实现产生不同的状态，配合温度变化补偿温度补偿晶体振荡器，从而可以将温度补偿晶体振荡器原有的温度曲线拉平，达到高精度频率，满足工业使用需要。另外本申请通过在电路结构中增加多路开关可以实现一次性对高达1024个的温度补偿晶体振荡器的补偿，效率也更高。

附图说明

图1是本申请公开的多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，请参考图1，该多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机包括温度补偿晶体振荡器T1，温度补偿晶体振荡器T1的VDD引脚连接供电电源D的正极，供电电源D的负极接地，VDD引脚还通过滤波电容C0接地。控制信号源DO15连接三态缓冲器的输入端，三态缓冲器的输出端连接温度补偿晶体振荡器T1的SCLK引脚，串行时钟高阻状态控制端DO10通过第一反向器连接三态缓冲器的使能端。在本申请中，三态缓冲器由缓冲器芯片实现，本申请中采用CD74HC125芯片，该芯片包括4个通道，每个通道提供三个引脚构成一个三态缓冲器，则具体实现时，控制信号源DO15连接CD74HC125芯片U1的一个通道的输入端1A引脚，该通道的输出端1Y引脚连接温度补偿晶体振荡器T1的SCLK引脚，串行时钟高阻状态控制端DO10通过第一反向器连接该通道的引脚。在本申请中，反向器通过反向器芯片实现，本申请采用CD74HC04芯片，该芯片有6个通道，每个通道提供两个引脚构成一个反向器，则具体实现时，串行时钟高阻状态控制端DO10连接CD74HC04芯片U2的一个通道的输入端1A引脚，该通道的输出端/>引脚连接CD74HC125芯片U1的/>引脚。

数字信号输入端DO11通过第二反向器连接第一单刀双掷开关U3的一个活动端NC，第一单刀双掷开关U3的另一个活动端NO连接信号输出端DI0，在本申请中，第二反向器由CD74HC04芯片U2的另一个通道实现，则DO11连接CD74HC04芯片U2的2A引脚，对应的通道的输出端引脚连接第一单刀双掷开关U3的一个活动端NC，本申请中的各个单刀双掷开关均采用开关芯片实现，比如采用ADG849芯片或MAX4729芯片实现。

第一单刀双掷开关U3的固定端COM连接第二单刀双掷开关U4的一个活动端NO，第二单刀双掷开关U4的另一个活动端NC连接第三单刀双掷开关U5的固定端COM。第二单刀双掷开关U4的固定端COM连接温度补偿晶体振荡器T1的CSOUT引脚。第三单刀双掷开关U5的一个活动端NC悬空、另一个活动端NO连接第一数字万用表M1，第一数字万用表M1的另一端接地。

信号关闭控制端DO13通过第三反向器连接第一单刀双掷开关U3的控制端IN和第三单刀双掷开关U5的控制端IN，同样的，第三反向器由CD74HC04芯片U2的另一个通道实现，则DO13连接CD74HC04芯片U2的4A引脚，该通道的输出端引脚连接U3和U5的IN引脚。

信号开启控制端DO14通过第四反向器连接第二单刀双掷开关U4的控制端IN，同样的，第四反向器由CD74HC04芯片U2的另一个通道实现，则DO14连接CD74HC04芯片U2的5A引脚，该通道的输出端引脚连接U4的IN引脚。

信号输入高阻状态控制端DO12通过第五反向器连接第四单刀双掷开关U6的控制端IN，同样的，第五反向器由CD74HC04芯片U2的另一个通道实现，则DO12连接CD74HC04芯片U2的3A引脚，该通道的输出端引脚连接U6的IN引脚。第四单刀双掷开关U6的一个活动端NC悬空、另一个活动端NO连接三态缓冲器的输出端，也即和CD74HC125芯片U1的1Y引脚相连。第四单刀双掷开关U6的固定端COM连接第二数字万用表M2，第二数字万用表M2的另一端接地。

温度补偿晶体振荡器T1的CSOUT引脚还分别通过第一电容C1和第一电阻R1接地，温度补偿晶体振荡器T1的CSOUT引脚还依次连接第二电容C2和放大器后连接计频器M3，计频器M3的另一端接地，在本申请中，第二电容与计频器M3之间连接三个放大器D1、D2和D3，三个放大器D1、D2和D3共提供66dB的放大效果。

本申请提供的电路机构，通过U1、U2和各个单刀双掷开关可以产生不同的状态，配合温度变化，补偿温度补偿晶体振荡器T1，通过将温度和频率下来，修改温度补偿晶体振荡器T1的记忆体读值，将温度补偿晶体振荡器T1原有的温度曲线拉平，从而可以达到高精度频率，经实测可以达到-40~85℃，±1ppm。

另外，本申请还为该电路结构增加了多路开关，从而使得一次性可以实现对多个温度补偿晶体振荡器T1的补偿，则供电电源D的正极通过多路开关分别连接每个温度补偿晶体振荡器T1的VDD引脚。三态缓冲器的输出端通过多路开关分别连接每个温度补偿晶体振荡器T1的SCLK引脚，也即在本申请中，U1的1Y引脚通过多路开关分别连接每个温度补偿晶体振荡器T1的SCLK引脚。第二单刀双掷开关U4的固定端COM通过多路开关分别连接每个温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚。本申请采用32通道的多路开关，从而可以一次性实现对1024个温度补偿晶体振荡器T1的补偿，其采用的结构为：

供电电源D的正极连接第一多路开关K1的公共端D，第一多路开关K1的每个通道分别连接一个第二多路开关K2的公共端D，每个第二多路开关K2的每个通道分别连接一个温度补偿晶体振荡器T1的VDD引脚。如图1所示，第一多路开关K1的一个通道S1连接第二多路开关K2的公共端D，第一多路开关K1的其他通道S2-S32同样连接其他各个第二多路开关K2的公共端D，第二多路开关K2的一个通道S1连接一个温度补偿晶体振荡器T1的VDD引脚，第二多路开关K2的其他通道S2-S32同样连接其他各个温度补偿晶体振荡器的VDD引脚。

三态缓冲器的输出端连接第三多路开关K3的公共端D，第三多路开关K3的每个通道分别连接一个第四多路开关K4的公共端D，每个第四多路开关K4的每个通道分别连接一个温度补偿晶体振荡器T1的SCLK引脚。也即U1的1Y引脚连接第三多路开关K3的公共端D，第三多路开关K3的一个通道S1如图1所示连接第四多路开关K4的公共端D、其他通道S2-S32同样连接其他各个第四多路开关K4的公共端D，第四多路开关K4的一个通道S1如图1所示连接一个温度补偿晶体振荡器T1的SCLK引脚、其他通道S2-S32同样连接其他各个温度补偿晶体振荡器的SCLK引脚。

第二单刀双掷开关U4的固定端COM连接第五多路开关K5的公共端D，第五多路开关K5的每个通道分别连接一个第六多路开关K6的公共端D，每个第六多路开关K6的每个通道分别连接一个温度补偿晶体振荡器T1的CSOUT引脚。也即第二单刀双掷开关U4的COM引脚连接第五多路开关K5的公共端D，第五多路开关K5的一个通道S1如图1所示连接第六多路开关K6的公共端D、其他通道S2-S32同样连接其他各个第六多路开关K6的公共端D，第六多路开关K6的一个通道S1如图1所示连接一个温度补偿晶体振荡器T1的CSOUT引脚、其他通道S2-S32同样连接其他各个温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚。

另外，每个温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚在连接第二电容C2后并不是直接连接至放大器，而是由第二电容C2连接32通道的第六多路开关K6的一个通道，第六多路开关K6的公共端D连接放大器后连接至计频器M3。

上述多路开关K1-K6均为32通道的多路开关，本申请采用ADG732芯片实现。本申请通过多路开关的作用，可以一次性补偿1024个温度补偿晶体振荡器，效率更高。需要说明的是，本申请在实际实现时，除了如图1所示的电路结构，还包括更多必须的***电路，本申请对这些***电路不详细示出说明。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，其特征在于，所述多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机包括温度补偿晶体振荡器，所述温度补偿晶体振荡器的VDD引脚连接供电电源的正极，VDD引脚还通过滤波电容接地；控制信号源连接三态缓冲器的输入端，所述三态缓冲器的输出端连接所述温度补偿晶体振荡器的SCLK引脚，串行时钟高阻状态控制端通过第一反向器连接所述三态缓冲器的使能端；数字信号输入端通过第二反向器连接第一单刀双掷开关的一个活动端，所述第一单刀双掷开关的另一个活动端连接信号输出端，所述第一单刀双掷开关的固定端连接第二单刀双掷开关的一个活动端，所述第二单刀双掷开关的另一个活动端连接第三单刀双掷开关的固定端，所述第二单刀双掷开关的固定端连接所述温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚；所述第三单刀双掷开关的一个活动端悬空、另一个活动端连接第一数字万用表；信号关闭控制端通过第三反向器连接所述第一单刀双掷开关的控制端和所述第三单刀双掷开关的控制端；信号开启控制端通过第四反向器连接所述第二单刀双掷开关的控制端；信号输入高阻状态控制端通过第五反向器连接第四单刀双掷开关的控制端，所述第四单刀双掷开关的一个活动端悬空、另一个活动端连接所述三态缓冲器的输出端，所述第四单刀双掷开关的固定端连接第二数字万用表；所述温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚还分别通过第一电容和第一电阻接地，所述温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚还依次连接第二电容和放大器后连接计频器；所述第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关和第四单刀双掷开关分别由ADG849芯片或MAX4729芯片实现；所述第一反向器、第二反向器、第三反向器、第四反向器和第五反向器分别由CD74HC04芯片中的五个通道实现。

2.根据权利要求1所述的多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，其特征在于，所述多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机中包括至少两个温度补偿晶体振荡器，所述供电电源的正极通过多路开关分别连接每个所述温度补偿晶体振荡器的VDD引脚；所述三态缓冲器的输出端通过多路开关分别连接每个所述温度补偿晶体振荡器的SCLK引脚；所述第二单刀双掷开关的固定端通过多路开关分别连接每个所述温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚。

3.根据权利要求2所述的多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，其特征在于，所述多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机中包括1024个温度补偿晶体振荡器，所述供电电源的正极连接第一多路开关的公共端，所述第一多路开关的每个通道分别连接一个第二多路开关的公共端，每个所述第二多路开关的每个通道分别连接一个温度补偿晶体振荡器的VDD引脚；所述三态缓冲器的输出端连接第三多路开关的公共端，所述第三多路开关的每个通道分别连接一个第四多路开关的公共端，每个所述第四多路开关的每个通道分别连接一个温度补偿晶体振荡器的SCLK引脚；所述第二单刀双掷开关的固定端连接第五多路开关的公共端，所述第五多路开关的每个通道分别连接一个第六多路开关的公共端，每个所述第六多路开关的每个通道分别连接一个温度补偿晶体振荡器的CSOUT引脚；其中，所述第一多路开关、第二多路开关、第三多路开关、第四多路开关、第五多路开关和第六多路开关均为32通道的多路开关。

4.根据权利要求3所述的多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，其特征在于，所述第一多路开关、第二多路开关、第三多路开关、第四多路开关、第五多路开关和第六多路开关分别由ADG732芯片实现。

5.根据权利要求1-4任一所述的多功能晶体振荡器温度频飘自动纠正补偿机，其特征在于，所述三态缓冲器由CD74HC125芯片实现。