本文關鍵詞：一種新型VCTCXO的設計和實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：晶體振蕩器是各種電子設備的核心元器件,隨著現(xiàn)在智能設備的迅速發(fā)展和廣泛使用,對晶體振蕩器提出的性能指標要求越來越高,需求也越來越大。在各類通訊設備中,如全球定位系統(tǒng)等,往往需要壓控晶體振蕩器來構成信號發(fā)生器和頻率合成裝置,晶體振蕩器的可調(diào)頻寬也極大地影響了設備的性能。同時,晶體振蕩器因為其本身的固有特性,隨著溫度的變化會產(chǎn)生一定程度上的頻率漂移,這在對頻率精度要求較高的場合是不希望看到的。在許多應用場合中,不僅希望采用的晶體振蕩器具有頻率調(diào)制功能,還希望它具有良好的頻率溫度特性。采用微處理器進行補償?shù)木w振蕩器因為具有體積小、功耗低且補償精度高等特點逐漸地吸引了研究學者們的注意�；谝陨峡紤]并結合當前晶體振蕩器發(fā)展現(xiàn)狀,本文設計并實現(xiàn)了一種新型壓控溫度補償晶體振蕩器(VCTCXO)。該晶體振蕩器采用了微處理器同時實現(xiàn)了溫度補償和電壓控制功能,在寬溫度范圍內(nèi)保證了高頻率穩(wěn)定度的同時,也可以進行頻率的調(diào)制。為了保證所設計的VCTCXO頻率溫度特性的精度,本文中選用的微處理器是STM32,相比較于51單片機其性能優(yōu)越,可以采用不同的控制算法來實現(xiàn)更好的補償效果。同時也設計了PC端上位機實時系統(tǒng)來對設計的VCTCXO溫度補償和電壓控制進行在線觀測。本設計實現(xiàn)了溫度補償和電壓控制所需的兩個補償電壓均是施加在晶體振蕩器相連的同一顆變?nèi)荻䴓O管上。與傳統(tǒng)壓控溫度補償晶體振蕩器需要兩個變?nèi)荻䴓O管相比,本文采用的方法有效地避免了不同變?nèi)荻䴓O管間相互干擾的現(xiàn)象,能夠得到相對更好的頻率溫度特性。通過試制VCTCXO樣機并進行一系列的溫度實驗,我們驗證了所設計VCTCXO的現(xiàn)實可行性。首先我們測得了壓控振蕩器(VCXO)選定的三個中心頻率的頻率溫度特性,然后分別測得在不同溫度點下將頻率補償回中心頻率處所需的補償電壓。再通過算法進行擬合,將擬合后的算法寫入軟件,然后展開溫度補償和頻率調(diào)制的驗證實驗。得到的實驗結果表明:在不同的中心頻率下,試制的VCTCXO樣機頻率穩(wěn)定度均達到2ppm以下,達到了預期的設計目標。
【關鍵詞】：電壓控制 微處理器溫度補償 晶體振蕩器 頻率溫度特性 實時控制
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN752
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.1.1 晶體振蕩器研究背景11-12
• 1.1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢12-13
• 1.2 論文主要內(nèi)容13-15
• 1.2.1 研究內(nèi)容及意義13-15
• 1.2.2 預期目標15
• 1.3 論文結構安排15-17
• 第二章 晶體振蕩器基礎知識17-34
• 2.1 晶體振蕩器基本原理17-26
• 2.1.1 石英晶體物理特性17-18
• 2.1.2 石英晶體振蕩器分類18-19
• 2.1.3 石英晶體諧振器頻溫特性19-21
• 2.1.4 石英晶體阻抗-頻率特性21-26
• 2.2 壓控溫度補償晶體振蕩器26-33
• 2.2.1 壓控溫度補償基本原理26-28
• 2.2.1.1 溫度補償基本原理26-28
• 2.2.1.2 電壓控制基本原理28
• 2.2.2 溫補晶振的分類28-30
• 2.2.2.1 模擬溫度補償晶體振蕩器28-29
• 2.2.2.2 數(shù)字溫度補償晶體振蕩器29
• 2.2.2.3 微處理器溫度補償晶體振蕩器29-30
• 2.2.3 Trim效應30-33
• 2.3 本章小結33-34
• 第三章 VCTCXO硬件設計34-47
• 3.1 壓控溫補晶體振蕩器系統(tǒng)簡介34-35
• 3.2 壓控振蕩器的設計和實現(xiàn)35-39
• 3.2.1 科爾皮茲振蕩電路35-37
• 3.2.2 樣機測試37-39
• 3.3 微處理器電路39-40
• 3.3.1 微處理器選擇39
• 3.3.2 微處理器外圍電路39-40
• 3.4 測溫電路40-43
• 3.4.1 溫度傳感器的選取40-41
• 3.4.2 DS18B20測溫原理41-43
• 3.5 其他電路43-46
• 3.5.1 電源供電電路43-44
• 3.5.2 低通濾波電路44
• 3.5.3 串口通訊電路44-46
• 3.6 本章小結46-47
• 第四章 VCTCXO算法及軟件設計47-62
• 4.1 補償電壓獲取47-52
• 4.1.1 補償電壓分析47-48
• 4.1.2 補償電壓測量48
• 4.1.3 最小二乘曲線擬合48-52
• 4.2 操作系統(tǒng)選擇52-54
• 4.2.1 操作系統(tǒng)和編程語言52-53
• 4.2.2 RT-Thread系統(tǒng)53-54
• 4.3 補償程序54-59
• 4.3.1 DS18B20驅(qū)動程序55-57
• 4.3.2 溫度補償主程序57-58
• 4.3.3 電壓控制程序58-59
• 4.4 其他軟件設計59-61
• 4.4.1 串口通信59-60
• 4.4.2 上位機程序60-61
• 4.5 本章小結61-62
• 第五章 實驗與結果分析62-74
• 5.1 實驗平臺搭建62-63
• 5.2 壓控溫度補償實驗63-66
• 5.3 壓控溫度補償驗證實驗66-72
• 5.4 本章總結72-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-79
• 攻讀碩士學位期間取得的學術成果79-80
• 附錄80-81

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;晶體振蕩器分類[J];今日電子;2007年03期

2 ;高性能單頻和雙頻晶體振蕩器模塊[J];今日電子;2008年08期

3 ;可調(diào)晶體振蕩器[J];郵電技術資料;1974年Z1期

4 Harold W.Jackson;楊易e

本文編號：466381