用指数函数组成的温度补偿晶体振荡器补偿系统论文和设计-张俊欣

全文摘要

用指数函数组成的温度补偿晶体振荡器补偿系统，是由初次方程曲线电路、一次方程曲线电路、三次方程曲线电路、四次方程曲线电路、五次方程曲线电路、六次方程曲线电路、七次方程曲线电路组成；本实用新型只要晶体振荡器要求的补偿温度系数电压曲线与晶体振荡器自身的温度系数电压曲线电压值相等而方向相反时，则晶体振荡器的频率不随着温度变化而变化；频率在工作温度范围内保持稳定不变，能够达到±0.1ppm(‑40℃~+85℃)和优于±0.3ppm(‑55℃~+90℃)。

主设计要求

1.用指数函数组成的温度补偿晶体振荡器补偿系统，其特征在于：是由初次方程曲线电路、一次方程曲线电路、三次方程曲线电路、四次方程曲线电路、五次方程曲线电路、六次方程曲线电路、七次方程曲线电路组成；所述的初次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、放大器A0及输出初次方程A0U0；温度传感器电压U连接在放大器A0的输入端上，放大器A0的输出端连接初次方程A0U0；所述的一次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、并列设置的指数函数e1和e2、乘法器K1、放大器A1及输出一次方程A1Ue；所述指数函数e1和e2的输出端均各自连接在乘法器K1的输入端上，同时指数函数e1的输出端和乘法器K1的输入端分别与放大器A1的输入端相连接，放大器A1的输出端连接一次方程A1Ue；所述的三次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e3、乘法器K2、放大器A3及输出三次方程A3U3e；所述指数函数e3的输出端连接在乘法器K2的输入端上，同时指数函数e3的输出端与放大器A3的输入端相连，放大器A3的输出端连接三次方程A3U3e；所述乘法器K2的输入端还与乘法器K1的输出端相连接起来；所述的四次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e4、乘法器K3、放大器A4及输出三次方程A4U4e；所述指数函数e4的输出端连接在乘法器K3的输入端上，同时指数函数e4的输出端与放大器A4的输入端相连，放大器A4的输出端连接四次方程A4U4e；所述乘法器K3的输入端还与乘法器K2的输出端和放大器A3的输入端相连接起来；所述的五次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e5、乘法器K4、放大器A5及输出五次方程A5U5e；所述指数函数e5的输出端连接在乘法器K4的输入端上，同时指数函数e5的输出端与放大器A5的输入端相连，放大器A5的输出端连接五次方程A5U5e；所述乘法器K4的输入端还与乘法器K3的输出端和放大器A4的输入端相连接起来；所述的六次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e6、乘法器K5、放大器A6及输出六次方程A6U6e；所述指数函数e6的输出端连接在乘法器K5的输入端上，同时指数函数e6的输出端与放大器A6的输入端相连，放大器A6的输出端连接六次方程A6U6e；所述乘法器K5的输入端还与乘法器K4的输出端和放大器A5的输入端相连接起来；所述的七次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e7、乘法器K6、放大器A7及输出六次方程A7U7e；所述指数函数e7的输出端连接在乘法器K6的输入端上，同时指数函数e7的输出端与放大器A7的输入端相连，放大器A7的输出端连接七次方程A7U7e；所述乘法器K6的输入端还与乘法器K5的输出端和放大器A6的输入端相连接起来。

设计方案

1.用指数函数组成的温度补偿晶体振荡器补偿系统，其特征在于：是由初次方程曲线电路、一次方程曲线电路、三次方程曲线电路、四次方程曲线电路、五次方程曲线电路、六次方程曲线电路、七次方程曲线电路组成；

所述的初次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、放大器A0及输出初次方程A0U0；温度传感器电压U连接在放大器A0的输入端上，放大器A0的输出端连接初次方程A0U0；

所述的一次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、并列设置的指数函数e1和e2、乘法器K1、放大器A1及输出一次方程A1Ue；所述指数函数e1和e2的输出端均各自连接在乘法器K1的输入端上，同时指数函数e1的输出端和乘法器K1的输入端分别与放大器A1的输入端相连接，放大器A1的输出端连接一次方程A1Ue；

所述的三次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e3、乘法器K2、放大器A3及输出三次方程A3U^{3<\/sup>e；所述指数函数e3的输出端连接在乘法器K2的输入端上，同时指数函数e3的输出端与放大器A3的输入端相连，放大器A3的输出端连接三次方程A3U^{3<\/sup>e；所述乘法器K2的输入端还与乘法器K1的输出端相连接起来；}}

所述的四次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e4、乘法器K3、放大器A4及输出三次方程A4U^{4<\/sup>e；所述指数函数e4的输出端连接在乘法器K3的输入端上，同时指数函数e4的输出端与放大器A4的输入端相连，放大器A4的输出端连接四次方程A4U^{4<\/sup>e；所述乘法器K3的输入端还与乘法器K2的输出端和放大器A3的输入端相连接起来；}}

所述的五次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e5、乘法器K4、放大器A5及输出五次方程A5U^{5<\/sup>e；所述指数函数e5的输出端连接在乘法器K4的输入端上，同时指数函数e5的输出端与放大器A5的输入端相连，放大器A5的输出端连接五次方程A5U^{5<\/sup>e；所述乘法器K4的输入端还与乘法器K3的输出端和放大器A4的输入端相连接起来；}}

所述的六次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e6、乘法器K5、放大器A6及输出六次方程A6U^{6<\/sup>e；所述指数函数e6的输出端连接在乘法器K5的输入端上，同时指数函数e6的输出端与放大器A6的输入端相连，放大器A6的输出端连接六次方程A6U^{6<\/sup>e；所述乘法器K5的输入端还与乘法器K4的输出端和放大器A5的输入端相连接起来；}}

所述的七次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、指数函数e7、乘法器K6、放大器A7及输出六次方程A7U^{7<\/sup>e；所述指数函数e7的输出端连接在乘法器K6的输入端上，同时指数函数e7的输出端与放大器A7的输入端相连，放大器A7的输出端连接七次方程A7U^{7<\/sup>e；所述乘法器K6的输入端还与乘法器K5的输出端和放大器A6的输入端相连接起来。}}

设计说明书

技术领域

本实用新型属于一种温度补偿性系统技术领域，具体涉及的是一种用指数函数组成的温度补偿晶体振荡器补偿系统。

背景技术

现有温度补偿系统是用差分放大器组成的高次方程产生的补偿曲线，因电路固有参数产生的曲线不能和晶体振荡器补偿电压曲线一致，所以补偿精度达不到很高水平；目前国际上，温补晶振产品最高只能达到±0.28ppm\/(－40℃～＋85℃)的水平。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种补偿精度较高的用指数函数组成的温度补偿晶体振荡器补偿系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：用指数函数组成的温度补偿晶体振荡器补偿系统，其特征在于：是由初次方程曲线电路、一次方程曲线电路、三次方程曲线电路、四次方程曲线电路、五次方程曲线电路、六次方程曲线电路、七次方程曲线电路组成。

所述的初次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U、放大器A0及输出初次方程A0U0；温度传感器电压U连接在放大器A0的输入端上，放大器A0的输出端连接初次方程A0U0。

所述晶体振荡器要求的补偿温度系数电压为初次方程A0U0+A1Ue+A3U^{3<\/sup>e+A4U^{4<\/sup>e+A5U^{5<\/sup>e+A6U^{6<\/sup>e+A7U^{7<\/sup>e的总和。}}}}}

本实用新型的有益效果体现在于：与现有技术相比，本实用新型只要晶体振荡器要求的补偿温度系数电压曲线与晶体振荡器自身的温度系数电压曲线电压值相等而方向相反时，则晶体振荡器的频率不随着温度变化而变化；频率在工作温度范围内保持稳定不变，能够达到±0.1ppm(-40℃~+85℃)和优于±0.3ppm(-55℃~+90℃)。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行详细的说明。

图1为本实用新型电路结构示意图。

图2为振动器要求补偿温度系数电压曲线与晶体振荡器自身的温度系数电压曲线示意图。

下列是图中各标识的具体名称：

1、指数函数e1；2、指数函数e2；3、指数函数e3；4、温度传感器电压U；5、指数函数e4；6、指数函数e5；7、指数函数e6；8、指数函数e7。

9、乘法器K6；10、放大器A7；11、放大器A6；12、乘法器K5；13、放大器A5；14、乘法器K4；15、放大器A4；16、乘法器K3；17、放大器A3；18、乘法器K2：19、乘法器K1；20、放大器A1；21、放大器A0。

22、Va；23、Vb。

具体实施方式

如图1所示，用指数函数组成的温度补偿晶体振荡器补偿系统，是由初次方程曲线电路、一次方程曲线电路、三次方程曲线电路、四次方程曲线电路、五次方程曲线电路、六次方程曲线电路、七次方程曲线电路组成。

所述的初次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U 4、放大器A0 21及输出初次方程A0U0；温度传感器电压U 4连接在放大器A0 21的输入端上，放大器A0 21的输出端连接初次方程A0U0。

所述的一次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U 4、并列设置的指数函数e11和e2 2、乘法器K1 19、放大器A1 20及输出一次方程A1Ue；所述指数函数e1 1和e2 2的输出端均各自连接在乘法器K1 19的输入端上，同时指数函数e1 1的输出端和乘法器K1 19的输入端分别与放大器A1 20的输入端相连接，放大器A1 20的输出端连接一次方程A1Ue。

所述的三次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U 4、指数函数e3 3、乘法器K218、放大器A3 17及输出三次方程A3U ^{3<\/sup>e；所述指数函数e3 3的输出端连接在乘法器K2 18的输入端上，同时指数函数e3 3的输出端与放大器A3 17的输入端相连，放大器A3 17的输出端连接三次方程A3U ^{3<\/sup>e；所述乘法器K2 18的输入端还与乘法器K1 19的输出端相连接起来。}}

所述的四次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U 4、指数函数e4 5、乘法器K316、放大器A4 15及输出三次方程A4U ^{4<\/sup>e；所述指数函数e4 5的输出端连接在乘法器K3 16的输入端上，同时指数函数e4 5的输出端与放大器A4 15的输入端相连，放大器A4 15的输出端连接四次方程A4U ^{4<\/sup>e；所述乘法器K3 16的输入端还与乘法器K2 18的输出端和放大器A317的输入端相连接起来。}}

所述的五次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U 4、指数函数e5 6、乘法器K414、放大器A5 13及输出五次方程A5U ^{5<\/sup>e；所述指数函数e5 6的输出端连接在乘法器K4 14的输入端上，同时指数函数e5 6的输出端与放大器A5 13的输入端相连，放大器A5 13的输出端连接五次方程A5U ^{5<\/sup>e；所述乘法器K4 14的输入端还与乘法器K3 16的输出端和放大器A414的输入端相连接起来。}}

所述的六次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U 4、指数函数e6 7、乘法器K512、放大器A6 11及输出六次方程A6U ^{6<\/sup>e；所述指数函数e6 7的输出端连接在乘法器K5 12的输入端上，同时指数函数e6 7的输出端与放大器A6 11的输入端相连，放大器A6 11的输出端连接六次方程A6U ^{6<\/sup>e；所述乘法器K5 12的输入端还与乘法器K4 14的输出端和放大器A513的输入端相连接起来。}}

所述的七次方程曲线电路包括输入温度传感器电压U 4、指数函数e7 8、乘法器K69、放大器A7 10及输出六次方程A7U ^{7<\/sup>e；所述指数函数e7 8的输出端连接在乘法器K6 9的输入端上，同时指数函数e7 8的输出端与放大器A7 10的输入端相连，放大器A7 10的输出端连接七次方程A7U ^{7<\/sup>e；所述乘法器K6 9的输入端还与乘法器K5 12的输出端和放大器A6 11的输入端相连接起来。}}

所述晶体振荡器要求的补偿温度系数电压为Va =A0U0+A1Ue+A3U ^{3<\/sup>e+A4U^{4<\/sup>e+A5U^{5<\/sup>e+A6U^{6<\/sup>e+A7U^{7<\/sup>e的总和。}}}}}

如图2所示，Va为晶体振荡器要求的补偿温度系数电压曲线；Vb为晶体振荡器自身的温度系数电压曲线；当Va和Vb的电压值相等而方向相反，则晶体振荡器的频率不随温度变化而变化；频率在工作温度范围内保持稳定不变，能够达到±0.1ppm(-40℃~+85℃)和优于±0.3ppm(-55℃~+90℃)；V0= A0U0

本实用新型补偿精度度，性能稳定。

设计图

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