温控及温度补偿的振荡装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种温控及温度补偿的振荡装置及其方法。在环境温度位于第一温度与高于第一温度的第二温度之间的第一范围中时，提供电压给频率源，以降低由于环境温度的变化而造成的频率源的频率变化。在环境温度位于第三温度与高于第三温度的第四温度之间的第二范围中时，驱动加热器至一目标温度，以调整频率源的操作温度。其中，第一温度高于第三温度。第一温度高于第三温度。第一温度高于第三温度。

【技术实现步骤摘要】
温控及温度补偿的振荡装置及其方法


[0001]本专利技术有关于一种温控及温度补偿的振荡装置及其相关方法。

技术介绍

[0002]应用于晶体振荡器的石英谐振器具有依据温度而大幅改变振荡频率特性的特性。为了补偿这种变化以确保高精度的稳定频率特性，已经提出了各种技术。常规已知的恒温控制晶体振荡器就是这样的技术之一。
[0003]这类恒温控制晶体振荡器用以比较实际温度与一设定温度，此实际温度与由温度传感器测得的外部空气温度相关，并控制热源，以缩小两个温度之间的差值，从而将容纳在作为壳体的恒温炉中的石英谐振器的温度保持在预设的目标温度。详细地说，恒温控制晶体振荡器通常由温度传感器、已经设定了预设目标温度的温度设定单元、比较器或例如晶体管的控制装置、作为热源的加热器、用于驱动石英谐振器的振荡电路构成，以完成模块化，并将所得模块与石英谐振器一起容纳在恒温炉中。温度传感器、温度设置单元、比较器和加热器整合在集成电路(IC)中。当实际温度较低时，设定温度较高。但是，设定温度过高会降低IC的性能。
[0004]因此，本专利技术为在针对上述的缺点，提出一种温控及温度补偿的振荡装置及其方法，以解决现有技术所产生的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种温控及温度补偿的振荡装置及其方法，其避免过高的目标温度降低集成电路的性能。
[0006]在本专利技术的一实施例中，一种振荡装置位于具有环境温度的环境中，振荡装置包括一加热器、一频率源、一压控振荡电路与一温控电路。频率源的频率与环境温度呈温度相依关系，压控振荡电路耦接频率源。在环境温度位于第一温度与高于第一温度的第二温度之间的第一范围中时，压控振荡电路驱动频率源降低由于环境温度的变化而造成的频率源的频率变化。温控电路耦接加热器与压控振荡电路。在环境温度位于第三温度与高于第三温度的第四温度之间的第二范围中时，温控电路驱动加热器升至一目标温度，以调整频率源的操作温度。第一温度高于第三温度。
[0007]在本专利技术的一实施例中，一种振荡装置位于具有环境温度的环境中，振荡装置包括一加热器、一温控电路、一频率源、一第一温度传感器与一压控振荡电路。温控电路耦接加热器，频率源的频率与环境温度呈温度相依关系。在环境温度位于第一温度与高于第一温度的第二温度之间的第一范围中时，温控电路驱动加热器至一目标温度，以调整频率源的操作温度。第一温度传感器用以感测环境温度。在环境温度位于第三温度与高于第三温度的第四温度之间的第二范围中时，第一温度传感器根据环境温度产生第一侦测电压。压控振荡电路耦接频率源与第一温度传感器。压控振荡电路接收第一侦测电压，以驱动频率源，并降低由于环境温度的变化而造成的频率源的频率变化。第三温度高于第一温度。
的多个描述并非针对同一实施例。再者，于一个或多个实施例中的特定构件、结构与特征可依照一适当方式而结合。
[0019]本专利技术通篇说明书与权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求中，“含有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“含有但不限定为
…”
之意。当在本说明书中使用术语“包括”、“包括”及/或“具有”时，其指定了所述特征、区域、步骤、操作及/或元件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、区域、步骤、操作、元件及/或其组合的存在或增加。当元件或层别被称为在另一个元件或层别“上”或“连接到”另一个元件或层别时，它可以直接在此另一元件或层别上或直接连接到此另一元件或层别，或者两者之间存在有插入的元件或层别，例如电性连接、无线通信、光学通讯或其他信号连接。相反地，当元件被称为“直接”在另一个元件或层别“上”或“直接连接到”另一个元件或层别时，两者之间不存在有插入的元件或层别。
[0020]在下面的描述中，提供一种温控及温度补偿的振荡装置及其方法。在振荡装置中，在环境温度较高时，压控振荡电路驱动频率源以降低由环境温度的变化造成的频率源的频率变化，以避免过高的目标温度降低集成电路的性能。以下提供的振荡装置亦可应用在其他电路架构中。
[0021]图1为本专利技术的第一实施例的振荡装置的电路示意图。请参阅图1，振荡装置1位于具有环境温度的环境中。振荡装置1包括一加热器10、一频率源11、一压控振荡电路12与一温控电路13。压控振荡电路12与温控电路13可分别以集成电路实现。频率源11的频率与环境温度呈温度相依关系。压控振荡电路12耦接频率源11。在环境温度位于第一温度与高于第一温度的第二温度之间的第一范围中时，压控振荡电路12驱动频率源11降低由于环境温度的变化而造成的频率源11的频率变化。温控电路13耦接加热器10与压控振荡电路12。在环境温度位于第三温度与高于第三温度的第四温度之间的第二范围中时，温控电路13驱动加热器10升至一目标温度，以调整频率源11的操作温度。温控电路13可传送温度信息至压控振荡电路12。第一温度高于第三温度。目标温度具有一阶多项式、一高阶多项式或一组一阶和高阶多项式组合与环境温度的相关性。
[0022]在本专利技术的某些实施例中，振荡装置1可还包括一第一温度传感器14，其耦接压控振荡电路12。在环境温度位于第一范围中时，第一温度传感器14感测环境温度，以产生第一侦测电压D1。在环境温度位于第一范围中时，温控电路13根据环境温度与目标温度产生第一控制电压C1。压控振荡电路12接收第一控制电压C1与第一侦测电压D1，并根据第一控制电压C1与第一侦测电压D1驱动频率源11。
[0023]在本专利技术的某些实施例中，温控电路13可包括一第二温度传感器131、一目标温度设定电路132与一加热式比较器133。第二温度传感器131用以感测环境温度。在环境温度位于第二范围中时，第二温度传感器131根据环境温度产生第二侦测电压D2。目标温度设定电路132用以感测环境温度。在环境温度位于第二范围中时，目标温度设定电路132根据环境温度与目标温度产生第二控制电压C2。在环境温度位于第一范围中时，目标温度设定电路132根据环境温度与目标温度产生第一控制电压C1。加热式比较器133耦接加热器10、第二温度传感器131与目标温度设定电路132。加热式比较器133用以接收第二侦测电压D2与第
二控制电压C2，并根据第二侦测电压D2与第二控制电压C2驱动加热器10至目标温度。
[0024]在本专利技术的某些实施例中，压控振荡电路12可包括一驱动式比较器121、一电压产生器122与至少一个压控可变电容器123。驱动式比较器121耦接第一温度传感器14与目标温度设定电路132。驱动式比较器121用以接收第一控制电压C1与第一侦测电压D1，以产生驱动电压DV。电压产生器122耦接驱动式比较器121，电压产生器122用以接收驱动电压DV，并根据驱动电压DV产生至少一个操作电压OV。压控可变电容器123耦接频率源11与电压产生器122，压控可变电容器123用以接收操作电压OV以调整电容值，从而降低频率源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温控及温度补偿的振荡装置，其特征在于，位于具有环境温度的环境中，所述振荡装置包括：一加热器；一频率源，其频率与所述环境温度呈温度相依关系；一压控振荡电路，其耦接所述频率源，其中在所述环境温度位于第一温度与高于所述第一温度的第二温度之间的第一范围中时，所述压控振荡电路驱动所述频率源降低由于所述环境温度的变化而造成的所述频率源的频率变化；以及一温控电路，耦接所述加热器与所述压控振荡电路，其中在所述环境温度位于第三温度与高于所述第三温度的第四温度之间的第二范围中时，所述温控电路驱动所述加热器升至一目标温度，以调整所述频率源的操作温度；其中所述第一温度高于所述第三温度。2.如权利要求1所述的振荡装置，其特征在于，还包括一第一温度传感器，其耦接所述压控振荡电路，其中在所述环境温度位于所述第一范围中时，所述第一温度传感器感测所述环境温度，以产生第一侦测电压，在所述环境温度位于所述第一范围中时，所述温控电路根据所述环境温度与所述目标温度产生第一控制电压，所述压控振荡电路接收所述第一控制电压与所述第一侦测电压，并根据所述第一控制电压与所述第一侦测电压驱动所述频率源。3.如权利要求2所述的振荡装置，其特征在于，所述温控电路包括：一第二温度传感器，用以感测所述环境温度，其中在所述环境温度位于所述第二范围中时，所述第二温度传感器根据所述环境温度产生第二侦测电压；一目标温度设定电路，用以感测所述环境温度，其中在所述环境温度位于所述第二范围中时，所述目标温度设定电路根据所述环境温度与所述目标温度产生第二控制电压，在所述环境温度位于所述第一范围中时，所述目标温度设定电路根据所述环境温度与所述目标温度产生所述第一控制电压；以及一加热式比较器，其耦接所述加热器、所述第二温度传感器与所述目标温度设定电路，所述加热式比较器用以接收所述第二侦测电压与所述第二控制电压，并根据所述第二侦测电压与所述第二控制电压驱动所述加热器至所述目标温度。4.如权利要求2所述的振荡装置，其特征在于，所述压控振荡电路包括：一驱动式比较器，其耦接所述第一温度传感器与所述目标温度设定电路，所述驱动式比较器用以接收所述第一控制电压与所述第一侦测电压，以产生驱动电压；一电压产生器，其耦接所述驱动式比较器，所述电压产生器用以接收所述驱动电压，并根据所述驱动电压产生至少一个操作电压；以及至少一个压控可变电容器，其耦接所述频率源与所述电压产生器，所述至少一个压控可变电容器用以接收所述至少一个操作电压以调整电容值，从而降低所述频率源的所述频率变化。5.如权利要求1所述的振荡装置，其特征在于，所述环境温度位于所述第一范围中时，所述温控电路感测所述环境温度以产生第一侦测电压，在所述环境温度位于所述第一范围中时，所述温控电路根据所述环境温度与所述目标温度产生第一控制电压，所述压控振荡电路接收所述第一控制电压与所述第一侦测电压，并根据所述第一控制电压与所述第一侦
测电压驱动所述频率源。6.如权利要求5所述的振荡装置，其特征在于，所述温控电路包括：一温度传感器，用以感测所述环境温度，其中在所述环境温度位于所述第一范围中时，所述温度传感器根据所述环境温度产生所述第一侦测电压，在所述环境温度位于所述第二范围中时，所述温度传感器根据所述环境温度产生第二侦测电压；一目标温度设定电路，用以感测所述环境温度，其中在所述环境温度位于所述第一范围中时，所述目标温度设定电路根据所述环境温度与所述目标温度产生所述第一控制电压，在所述环境温度位于所述第二范围中时，所述目标温度设定电路根据所述环境温度与所述目标温度产生第二控制电压；以及一加热式比较器，耦接所述加热器、所述温度传感器与所述目标温度设定电路，所述加热式比较器用以接收所述第二侦测电压与所述第二控制电压，并根据所述第二侦测电压与所述第二控制电压驱动所述加热器至所述目标温度。7.如权利要求5所述的振荡装置，其特征在于，所述压控振荡电路包括：一驱动式比较器，其耦接所述温度传感器与所述目标温度设定电路，所述驱动式比较器用以接收所述第一控制电压与所述第一侦测电压，以产生驱动电压；一电压产生器，其耦接所述驱动式比较器，所述电压产生器用以接收所述驱动电压，并根据所述驱动电压产生至少一个操作电压；以及至少一个压控可变电容器，其耦接所述频率源与所述电压产生器，所述至少一个压控可变电容器用以接收所述至少一个操作电压以调整电容值，从而降...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢萬霖，高笙翔，
申请(专利权)人：台湾晶技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：