一种低成本高稳定性的微控制器补偿晶体振荡器

摘要

微控制器补偿晶体振荡器（MCXO）将变容二极管补偿技术与高精度模一数、数一模转换器相结合，其模拟电路结构及微控制器硬件类似于以前的报告，以保持其低成本，小体积和低功耗。本文介绍了在设计上的提高，实现稳定性和杂波干扰性能方面的改善并增。加了运行时间边疆校准的特性，firmware的加强更好的发挥了MCXO的能力，使温度稳定性得以改善，最终测量结果在－40℃－+85℃温度范围内达到±0.1ppm。改进数字电路与模拟电路之间的去耦合电路，使杂波干扰（寄生）降到－85dbc以下，相位噪声在100Hz为－130dBC。元件层温度分析指明了那些对温度梯度最敏感的结构区域。分析结果表明元件层温度梯度、元件湿度时间常数的不同是运行时间“（run-time）”内频率误差的主要起源，改进温度组件（封装）和校准温度的设定，以减小在校准与实际使用两种模式之间的温度差的影响。最后，修改微控制器的firmware，对老化提代补偿。老化补偿可以是连续的也可以是周期性的，一种典型的执行过程是，无论何时，当标准输入信号提供给MCXO时，都自动地重新校准。