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每周經典電路分析:溫度補償晶體時鐘電路

冬至子 ? 來源:硬件電路設計與研究 ? 作者:scuzy ? 2023-10-13 14:42 ? 次閱讀

電子系統都需要一個穩定的時鐘源,一般都采用晶體振蕩器,設計一個低壓1.5V的振蕩器相對容易,如果振蕩器需要良好的溫度穩定性,由于晶體的溫漂特性,設計就變得復雜了。

一般可以采用兩種方式來克服晶體溫漂的影響:

1)對晶體的工作溫度進行加熱溫控。這種方法功耗過大,系統體積大。

2)另一種替代的方法根據環境溫度,對振蕩器頻率進行開環或閉環校正。

閉環校正比較繁瑣,需要非常精確地測量溫漂,這在實際工作電路中幾乎不太可能,這里介紹具有可實現性的開環校正。

對振蕩器可重復的溫漂進行校正,做到這一點最簡單的辦法就是: 根據溫度,稍微改變晶體的可變并聯或串聯阻抗諧振點 。

如下圖所示,利用變容二極管電容值補償晶體的串聯諧振點,然而,這些二極管要求反偏電壓要求都遠遠大于1.5V,電路中采用了自激開關升壓電路來產生反偏電壓。

圖中的晶體管2N2222A和相關元件構成了一個直接由1.5V電源供電運行的電容三點式振蕩器, 與晶體串聯的變容二極管使晶體振蕩器諧振點隨其直流反偏電壓而變化。

環境溫度變化由熱敏電阻檢測后,控制產生相應的補償直流偏置。

圖片

補償效果如下圖:

圖片

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