【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及温度控制系统,具体地涉及用于稳定集成电气组件的温度的炉稳(ovenized)双传感器控制系统和方法。
技术介绍
已知微机电系统(MEMS)、以及具体地MEMS谐振器拥有很高的质量因数(Q),并且可用于构建振荡器,这使其用作频率基准设备是可行的,如图I所示。然而,传统上石英晶体由于其更好的温度稳定性通常用作频率基准。当需要更高的稳定性(诸如,在广播发射机系统中)时,通常使用热炉控制的晶体振荡器。然而,这种石英器件较大,并且使用石英基准的系统遭受低水平的集成度影响。另一方面,MEMS振荡器较小并且可进行集成,由此显著地降低了成本。然而,没有补偿的MEMS谐振器随温度示出高度敏感的频率偏移(e. g.,在100° C的环境温度范围内为+-5000ppm),并且由此随温度具有比石英晶体稳定性差的频 率特性,如图2所示。MEMS谐振器可通过感测环境温度、以及通过取决于所测量的温度补偿(例如,电气地)MEMS谐振器更好地在宽环境温度范围(例如,100° C的环境温度范围)内得到稳定。图3是这种现有技术解决方案。环境温度由与MEMS设备良好地热接触的外部温度传感器感测,并且MEMS振荡器系统由频率控制装置基于所测量的温度来电气补偿。换句话说,环境温度传感器驱动谐振器系统的频率补偿旋钮。以此方式,MEMS谐振器通常可在100° C的环境温度范围(例如,从-20° C到+80° C的环境温度)内被控制到高达+-IOOppm的精度。然而,这些机制所有的问题在于温度传感器本身的精度和温度稳定性。其自己随温度的漂移限制了 MEMS谐振器的可实现温度稳定性,这是 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.30 US 61/265,0681.一种用于将集成电气组件的温度(Tcomp)稳定在预定义温度(Tset)的炉稳系统(1),所述系统(I)包括 -用于将所述炉稳系统加热到热炉温度(Toven)的加热装置(21); -置于所述热炉(2)中的电气设备(7),所述电气设备(7)包括所述集成电气组件,所述集成电气组件具有温度相关特性(f); -用于感测所述集成电气组件的温度(Tcomp)的温度感测装置(61、62、72); -控制电路(71),其连接到用于接收指示所感测温度(Tcomp)的测量信号(83、84)的所述温度感测装置(61、62、72)、并且连接到所述加热装置(21)用于向其供应控制信号(80)以将所述集成电气组件的温度(Tcomp)维持在所述预定义温度(Tset); 其特征在于,所述温度感测装置包括 -定位成与所述集成电气组件有良好热接触的第一或第二感测元件(61、62),从而所述感测元件(61、62)具有与所述集成电气组件基本相同的温度(Tcomp),所述第一或第二感测元件(61、62)具有第一或第二温度相关特性(63、64),所述第二温度依赖性与所述第一温度依赖性不同以使所述第一和第二特性(63、64)在所述预定义温度(Tset)下相交; -适于感测所述第一和第二感测元件(61、62)、并且向控制电路(71)供应指示所述第一或第二温度相关特性(63、64)的第一或第二测量信号(83、84)的感测电路(72)。2.如权利要求I所述的系统(1),其特征在于,所述第一或第二感测元件(61、62)用基本相同的第一或第二感测信号(81、82)来感测。3.如权利要求I或2所述的系统(1),其特征在于,所述控制电路(71)适于将所述第一和第二测量信号(83、84)相减以得到差信号(85),放大所述差信号(85),并且提供经放大的差信号作为所述控制信号(88)。4.如权利要求I或2所述的系统(1),其特征在于,所述控制电路(71)适于比较所述第一和第二测量信号(83、84),并且提供比较结果作为所述控制信号(88)。5.如先前权利要求中的任一项所述的系统(1),其特征在于,所述第一或第二感测元件(61、62)包括其第一或第二电阻值(rl、r2)具有第一或第二电阻温度系数(TCR1、TCR2)的第一或第二电阻器,所述第二电阻温度系数(TCR2)与所述第一电阻温度系数(TCRl)不同。6.如先前权利要求中的任一项所述的系统(1),其特征在于,所述第一感测元件(61)包括具有第一温度特性(63)的二极管,而所述第二感测元件(62)包括其第一电阻值(rl)具有第一电阻温度系数(TCRl)的第一电阻器。7.如先前权利要求中的任一项所述的系统(I),其特征在于,所述系统还包括用于去除所述系统中的残差的后补偿电路(90),所述后补偿电路连接到控制电路(71)以接收所述控制信号(88)、且具有用于生成作为所述控制信号的变换的后补偿信号(91)的组件、并且连接回用于供应所述后补偿信号(91)作为偏置信号或偏移信号来减小所述集成电气组件的温度(Tcomp)和所述预定义温度(Tset)之间的差值的系统。8.如权利要求7所述的系统(I),其特征在于,所述系统(I)包括用于进行所述控制信号(88)的多项式变换的装置,所得结果连接回所述系统中。9.如权利要求7所述的系统(I),其特征在于,所述系统(I)包括用于进行所述控制信号(88)的变换的查找表,所得结果连接回所述系统中。10.如先前权利要求中的任一项所述的系统,其特征在于,所述炉稳系统(I)包括所述加热装置(21)和所述集成电气组件所处的基本真空的封装(22),所述集成电气组件与环境温度热隔离,所述加热装置(21)与所述集成电气组件良好地热接触。11.如先前权利要求中的任一项所述的系统(1),其特征在于,所述集成电气组件是MHM 设备(11)。12.如权利要求11所述...
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