專利名稱：溫度感應振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子電路設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及具有溫度感應振蕩器。
背景技術(shù)：
為了確保所有的電子器件都能正?；蛲焦ぷ鳎陔娮与娐吩O(shè)計中提供精確 的時鐘信號是非常重要的。通常，所述時鐘信號是一般可以由晶體振蕩器(crystal oscillator,簡稱X0)產(chǎn)生的，其中所述晶體振蕩器是利用壓電材料的振蕩晶體的機械諧 振來產(chǎn)生一定頻率電信號的電子電路。這個頻率通常可以用于計時(比如石英手表中)，也 可以用于為數(shù)字集成電路提供時鐘信號，還可以用于穩(wěn)定無線發(fā)射器/接收器的頻率。導 致時鐘信號不同于設(shè)計的一個原因在于溫度，它可能影響壓電材料和晶體振蕩器的運作。 請參看圖4，隨著溫度的變化，晶體振蕩器輸出的頻率會也會隨之變化。事實上，電子設(shè)備比
如便攜式電腦、手機和電子儀表可能被用于各種溫度變化的環(huán)境中，因此保證這些電子設(shè) 備在各種溫度環(huán)境下都能正常無誤的工作是非常重要的。 現(xiàn)有技術(shù)中晶體振蕩器通常包括有普通晶體振蕩器(Simple PackagedCrystal Oscillator,簡稱SPX0)、數(shù)控晶體振蕩器(Digitally Controlled Crystaloscillator，簡 稱DCX0)、壓控晶體振蕩器(Voltage Controlled Crystal0scillator，簡稱VCX0)和溫度 補償晶體振蕩器(temperature compensatedcrystal oscillator,簡禾爾TCX0)等。 所述SPX0不提供抑制晶體頻率隨周圍溫度發(fā)生變化的機制，在整個溫度范圍內(nèi)， 晶振的頻率穩(wěn)定度取決于其內(nèi)部所用晶體的性能，是晶振中最廉價的產(chǎn)品。但SPXO輸出頻 率的精確性和穩(wěn)定性不高，一般不能直接使用于對頻率精度要求較高的應用中，比如無線 通訊設(shè)備或移動電話。 所述DCX0需要在晶體振蕩器中引入電容陣列來進行頻率校正。這樣，使用DCX0 就變得非常昂貴，尤其對于深亞微米C0MS工藝的DCX0。此外，通過對DCX0中的大量電容 的切換來調(diào)整晶體振蕩器的輸出頻率很可能會導致頻率跳變效應(frequency beating effects)，從而難以滿足輸出頻率穩(wěn)定性的要求。 所述VCX0是一種可通過調(diào)整外加電壓使晶振輸出頻率隨之改變的晶體振蕩器， 主要用于鎖相環(huán)路或頻率微調(diào)，壓控晶振的頻率控制范圍及線性度主要取決于電路所用變 容二極管及晶體參數(shù)兩者的組合。然而，VCXO同樣受到溫度漂移的困擾，并且成本也相當高。 所述TCXO需要自動調(diào)溫器生成校正電壓以保證振蕩器頻率恒定。這樣的壓控 TCX0包括有一根據(jù)溫度成比例產(chǎn)生線性電壓的溫度傳感器、3階線性函數(shù)電壓發(fā)生器和壓 控晶體振蕩器。將三階線性函數(shù)電壓發(fā)生器和溫度傳感器的輸出提供給壓控晶體振蕩器， 所述壓控晶體振蕩器進而可以根據(jù)所使用晶體的溫度頻率特性來進行溫度補償。然而，這 樣的壓控TCXO首先需要一高品質(zhì)晶體來滿足所述三階線性補償需要，這樣的高品質(zhì)晶體 非常昂貴，尤其是小尺寸的晶體。其次，由于限制了晶體振蕩器的最大輸出頻率，因此也很 難保證高頻穩(wěn)定性和精確性。
3[0008] 前面僅以晶體振蕩器為例來介紹，事實上其它各種類型的振蕩器，比如斡旋振蕩 器、軌道式振蕩器、壓控振蕩器、多諧振蕩器、康氏振蕩器、正弦波振蕩器、環(huán)形振蕩器、RC振 蕩器或LC振蕩器等，也同樣受到溫度漂移的困擾。因此，亟待提出一種成本低、兼容性強、 便于應用的振蕩器。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的解決的技術(shù)問題在于提供一種溫度感應振蕩器，其不僅 可以提供頻率輸出，還可以提供表示溫度的物理參數(shù)輸出。 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了一種溫度感應振蕩器，其包括在一個 封裝內(nèi)的振蕩器和溫度傳感器，所述封裝包括有頻率輸出管腳和表示溫度的物理參數(shù)輸出 進一步的，所述振蕩器用于生成預定頻率信號，并通過所述頻率輸出管腳輸出所 述預定頻率信號；所述溫度傳感器用于感應溫度以產(chǎn)生表示溫度的物理參數(shù)，并通過所述 表示溫度的物理參數(shù)輸出管腳輸出所述表示溫度的物理參數(shù)。 進一步的，所述溫度感應振蕩器還包括有存儲單元，所述存儲單元用來存儲所述 振蕩器的溫度頻率特性數(shù)據(jù)。 進一步的，所述振蕩器與所述溫度傳感器物理上緊緊貼靠在一起。 進一步的，所述溫度傳感器為所述振蕩器的一部分。 進一步的，所述振蕩器為晶體振蕩器、斡旋振蕩器、軌道式振蕩器、壓控振蕩器、多
諧振蕩器、康氏振蕩器、正弦波振蕩器、環(huán)形振蕩器、RC振蕩器或LC振蕩器。 進一步的，所述溫度傳感器為熱敏電阻，所述表示溫度的物理參數(shù)為熱敏電阻的
電阻值。 進一步的，所述溫度傳感器所感應的溫度與所述表示溫度的物理參數(shù)為非線性或 線性的單調(diào)關(guān)系。 進一步的，通過所述頻率輸出管腳獲得所述振蕩器的輸出頻率，同時通過所述表
示溫度的物理參數(shù)輸出管腳獲得此時的溫度，這樣就形成了振蕩器的溫度頻率特性數(shù)據(jù)。 這樣與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本實用新型提出的技術(shù)方案中，由于溫度感應振蕩器不
但可以提供頻率參數(shù)，還可以提供溫度參數(shù)，這樣讓使用者可以非常輕易的就能了解每一
個振蕩器自身的獨特溫度頻率特性，進行可以針對各個振蕩器進行不同的溫度頻率補償，
同時本實用新型也可以保持較低的生產(chǎn)成本。

圖1是本實用新型中的溫度感應振蕩器的在一個實施例中的功能方框圖； 圖2是本實用新型中的溫度感應振蕩器的在另一個實施例中的功能方框圖； 圖3是本實用新型中的溫度感應振蕩器的在再一個實施例中的功能方框圖；禾口 圖4是晶體振蕩器的溫度頻率特性曲線圖。
具體實施方式下面結(jié)合說明書附圖來說明本實用新型的具體實施方式
。[0025] 圖1示出了本實用新型中提供的溫度感應振蕩器100的一個實施例，所述溫度感 應振蕩器100包括振蕩器110和溫度傳感器120。所述振蕩器用于生成預定頻率信號，所述 溫度傳感器用于感應周圍溫度產(chǎn)生表示溫度的物理參數(shù)。所述振蕩器110和所述溫度傳感 器120在物理上僅僅貼在一起的，并被封裝在一個封裝內(nèi)，這樣可以使溫度傳感器120感應 到的周圍溫度基本上等于振蕩器110的溫度。所述封裝包括有頻率輸出管腳f。ut和表示溫 度的物理參數(shù)輸出管腳T。ut'通過所述頻率輸出管腳f。ut輸出所述振蕩器生成的所述預定頻 率信號，通過所述表示溫度的物理參數(shù)輸出管腳輸出T。ut輸出所述溫度感應器120獲得的 所述表示溫度的物理參數(shù)。所述封裝可以采用各種封裝方式，比如金屬封裝、陶瓷封裝等。 此外，所述封裝還可能包括有其它管腳，比如電源管腳和接地管腳等。 圖2示出了本實用新型中提供的溫度感應振蕩器200的另一個實施例，所述溫度 感應振蕩器200與圖1中的溫度感應振蕩器IOO不同之處在于前者還包括有存儲單元 230，所述存儲單元230可以用來存儲所述振蕩器的溫度頻率特性數(shù)據(jù)。在一次測試中，通 過所述頻率輸出管腳f。ut可以獲得所述振蕩器的輸出頻率，同時通過所述表示溫度的物理 參數(shù)輸出管腳T。ut可以獲得此時所述振蕩器的溫度，這樣就形成了振蕩器的一對溫度_頻 率特性數(shù)據(jù)。經(jīng)過多次測試，就可以獲得所述振蕩器的一系列溫度頻率特性數(shù)據(jù)。之后，可 以將所述振蕩器的溫度頻率特性數(shù)據(jù)導入所述存儲單元230內(nèi)。這樣，針對每一個獨特的 溫度感應振蕩器200，都可以得到其獨特的溫度頻率特性數(shù)據(jù)。在后繼對該溫度感應振蕩 器200進行溫度頻率補償?shù)臅r候，就可以可根據(jù)其獨特的溫度頻率特性數(shù)據(jù)進行補償。通 過這樣的設(shè)置，無論振蕩器的品質(zhì)如何，通過有針對性地補償之后仍能得到高精度、高穩(wěn)定 的輸出頻率，能滿足各種應用需求。 對于圖1中的溫度感應振蕩器IOO，雖然不具有圖1中的存儲單元230，但是仍然
可以采用前述方式得到振蕩器的溫度頻率特性數(shù)據(jù)，進而在后繼操作中對溫度感應振蕩器
100輸出的頻率信號進行溫度補償，從而得到高精度、高穩(wěn)定的輸出頻率。 圖3示出了本實用新型中提供的溫度感應振蕩器300的再一個實施例，所述溫度
感應振蕩器300與圖1中的溫度感應振蕩器100不同之處在于前者的溫度傳感器320是
振蕩器310的一部分。這樣，溫度傳感器320就能準確地感受到振蕩器310的溫度。 在一個實施例中，所述振蕩器可以是現(xiàn)有技術(shù)中任意一種振蕩器，比如晶體振
蕩器、斡旋振蕩器、軌道式振蕩器、壓控振蕩器、多諧振蕩器、康氏振蕩器、正弦波振蕩器、
環(huán)形振蕩器、RC振蕩器、微電子機械系統(tǒng)振蕩器(MicroElectro Mechanical Systems
Oscillator)或LC振蕩器等。對于晶體振蕩器，在一個優(yōu)選的實施例中，可以采用最為廉價
的普通晶體振蕩器SPXO，這樣可以盡可能的降低本實用新型中的溫度感應振蕩器的成本。
然而，即使采用最為廉價的普通晶體振蕩器SPX0，由于本實用新型的溫度感應振蕩器能夠
提供其溫度頻率特征數(shù)據(jù)，使后繼有針對性地溫度補償成為可能，仍然能在以后能夠得到
精度很高的輸出頻率。 在一個實施例中，所述溫度傳感器可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任意一種溫度傳感器，比 如熱敏電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器等。采用熱敏電阻溫度傳感器時，所述表示溫度 的物理參數(shù)為熱敏電阻的電阻值；采用熱電偶溫度傳感器時，所述表示溫度的物理參數(shù)為 熱電電動勢。所述溫度傳感器感應的是振蕩器的溫度，而不是外圍環(huán)境的溫度。此外，所述 溫度傳感器所感應的溫度與其出書的所述表示溫度的物理參數(shù)可以是非線性關(guān)系，也可以是線性關(guān)系，不管怎樣，只要是的單調(diào)關(guān)系即可。換句話說，本實用新型中的溫度傳感器對 線性度沒有要求，最普通、最廉價的溫度傳感器也能適用于本實用新型中。然而，即使采用 最為廉價的普通溫度傳感器，由于本實用新型的溫度感應振蕩器仍能借此獲得確定的溫度 頻率特性數(shù)據(jù)，這樣就可以給本實用新型的溫度感應振蕩器的溫度頻率補償提供準確地依 據(jù)。另外，在后繼的溫度頻率補償過程中仍是同樣的所述溫度傳感器提供溫度參數(shù)值，這樣 就可以很好的保持溫度感應的一致性，因此不需要溫度傳感器具有非常高的精確性和線性 度。 與現(xiàn)有技術(shù)中的普通晶體振蕩器SPXO相比，本實用新型的溫度感應振蕩器由于 提供溫度參數(shù)，這樣讓使用者可以非常輕易的就能了解每一個振蕩器自身的獨特溫度頻率 特性，進行可以針對各個振蕩器進行不同的溫度頻率補償，同時本實用新型并未大幅提高 成本。 與現(xiàn)有技術(shù)中的溫度補償晶體振蕩器TCXO相比，本實用新型的溫度感應振蕩器
不需要高品質(zhì)晶體，也不需要高線性度的溫度傳感器。另外，溫度補償晶體振蕩器TCXO并
不能根據(jù)其內(nèi)的晶體振蕩器的獨特溫度頻率特性進行溫度頻率補償，而是采用固定的溫度
頻率特征對每一個晶體振蕩器進行溫度頻率補償，這樣不但需要高品質(zhì)和高度一致的晶體
振蕩器，而且最后也沒辦法確定其內(nèi)使用的晶體振蕩器的獨特溫度頻率特性。 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本
實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本實用新型的保護
范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種溫度感應振蕩器，其特征在于，其包括在一個封裝內(nèi)的振蕩器和溫度傳感器，所述封裝包括有頻率輸出管腳和表示溫度的物理參數(shù)輸出管腳。
2. 如權(quán)利要求1所述的溫度感應振蕩器，其特征在于所述振蕩器用于生成預定頻率 信號，并通過所述頻率輸出管腳輸出所述預定頻率信號；所述溫度傳感器用于感應溫度以 產(chǎn)生表示溫度的物理參數(shù)，并通過所述表示溫度的物理參數(shù)輸出管腳輸出所述表示溫度的 物理參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求l所述的溫度感應振蕩器，其特征在于其還包括有存儲單元，所述存儲 單元用來存儲所述振蕩器的溫度頻率特性數(shù)據(jù)。
4. 如權(quán)利要求l-3之一所述的溫度感應振蕩器，其特征在于所述振蕩器與所述溫度 傳感器物理上緊緊貼靠在一起。
5. 如權(quán)利要求1-3之一所述的溫度感應振蕩器，其特征在于所述溫度傳感器為所述 振蕩器的一部分。
6. 如權(quán)利要求l-3之一所述的溫度感應振蕩器，其特征在于所述振蕩器為晶體振蕩 器、斡旋振蕩器、微電子機械系統(tǒng)振蕩器、軌道式振蕩器、壓控振蕩器、多諧振蕩器、康氏振蕩器、正弦波振蕩器、環(huán)形振蕩器、RC振蕩器或LC振蕩器。
7. 如權(quán)利要求1-3之一所述的溫度感應振蕩器，其特征在于所述溫度傳感器為熱敏電阻，所述表示溫度的物理參數(shù)為熱敏電阻的電阻值。
8. 如權(quán)利要求2所述的溫度感應振蕩器，其特征在于所述溫度傳感器所感應的溫度與所述表示溫度的物理參數(shù)為非線性或線性的單調(diào)關(guān)系。
9. 如權(quán)利要求3所述的溫度感應振蕩器，其特征在于通過所述頻率輸出管腳獲得所述振蕩器的輸出頻率，同時通過所述表示溫度的物理參數(shù)輸出管腳獲得此時的溫度，這樣 就形成了振蕩器的溫度頻率特性數(shù)據(jù)。
專利摘要本實用新型提供一種溫度感應振蕩器，其包括在一個封裝內(nèi)的振蕩器和溫度傳感器，所述封裝包括有頻率輸出管腳和表示溫度的物理參數(shù)輸出管腳。所述振蕩器用于生成預定頻率信號，并通過所述頻率輸出管腳輸出所述預定頻率信號；所述溫度傳感器用于感應溫度以產(chǎn)生表示溫度的物理參數(shù)，并通過所述表示溫度的物理參數(shù)輸出管腳輸出所述表示溫度的物理參數(shù)。由于溫度感應振蕩器不但可以提供頻率參數(shù)，還可以提供溫度參數(shù)，這樣讓使用者可以非常輕易的就能了解每一個振蕩器自身的獨特溫度頻率特性，進行可以針對各個振蕩器進行不同的溫度頻率補償。
文檔編號H03L1/02GK201467103SQ20092007363
公開日2010年5月12日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者曹偉勛 申請人:凱濤電子(上海)有限公司