0.2 ppm TCXO晶振控制芯片設(shè)計思路

晶振作為電子設(shè)備的心臟是目前市場上最普遍使用的頻率振蕩器和時鐘器件。各種電子設(shè)備中，從最簡單的玩具、家電、鐘表到復(fù)雜的計算機、手機、衛(wèi)星導(dǎo)航和尖端的通訊、航空設(shè)備上都要大量用到晶振，據(jù)ABI的研究報告顯示，約56%和34%的時鐘器件被用于通訊和信息產(chǎn)業(yè)，剩下的用在消費電子等其他應(yīng)用領(lǐng)域;預(yù)計時鐘器件的總市場規(guī)模在2011年將超過57億美金，其中通訊類應(yīng)用將超過32億美金。 目前，以高精度溫補晶振(TCXO)的市場發(fā)展最為迅速，例如，采用高精度溫補晶振的GPS手機的年增長率就超過30%，還有3G 手機，GPS照相機和汽車電子等發(fā)展迅速的市場。

國際電工委員會(IEC)將石英晶體振蕩器分為四類，分別是普通晶體振蕩(SPXO)、電壓控制式晶體振蕩器(VCXO)、溫度補償式晶體振蕩(TCXO)和恒溫控制式晶體振蕩(OCXO)。具體的應(yīng)用范圍和相應(yīng)的頻率穩(wěn)定度要求可參見表一所示。

頻率范圍1～60MHz。其中帶普通集成電路的TCXO頻率穩(wěn)定度可達到±0.5～±2.5ppm， 主要應(yīng)用是;移動電話、GPS導(dǎo)航定位、雙向無線通信設(shè)備等;如果要求頻率穩(wěn)定度在0.5ppm以上，則需采用智能化時鐘控制芯片的 TCXO 溫補晶振,選擇數(shù)字智能集成電路進行頻率巍峨摁度的補償,它通常用于電信傳輸設(shè)備的時鐘基準。

恒溫控制式晶振(OCXO)，它是利用恒溫槽使晶體振蕩器或石英晶體振子的溫度保持恒定，將由周圍溫度變化引起的振蕩器輸出頻率變化量削減到最小的晶體振蕩器。在OCXO中，有的只將石英晶體振子置于恒溫槽中，有的是將石英晶體振子和有關(guān)重要元器件置于恒溫槽中，還有的將石英晶體振子置于內(nèi)部的恒溫槽中，而將振蕩電路置于外部的恒溫槽中進行溫度補償，實行雙重恒溫槽控制法。利用比例控制的恒溫槽能把晶體的溫度穩(wěn)定度提高到5000倍以上，使振蕩器頻率穩(wěn)定度至少保持在1x10-9(ppb量級)。

無錫愛睿芯電子有限公司針對目前TCXO溫補晶振迅速發(fā)展的市場機遇，結(jié)合國內(nèi)本土晶振生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)制造方面的成本優(yōu)勢，開發(fā)了新一代低成本、高精度可編程控制的智能化溫補時鐘控制芯片及其生產(chǎn)測試方案。公司第一代基于世界首創(chuàng)的BIT@CLOCK全數(shù)字智能溫補控制技術(shù)的GW8038溫補控制芯片已經(jīng)成功實現(xiàn)了高精度溫補控制功能，最高頻率穩(wěn)定度在-40～85℃內(nèi)達到0.1ppm，冷啟動時間小于1秒，溫度補償穩(wěn)定度達到了世界一流水平。