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1、东北石油大学本科生毕业设计(英文资料及中文译文)TheDesignofaMicrocontrollerTemperatureCompensatedCrystalOscillator(pCTCXO)andAutomaticCompensationLine设计一个单片机的温度补偿晶体振荡器(pCTCXO)和自动补偿线——原文摘自InstituteofScience&TechnologyofChina专业:自动化班级:08-3班姓名:酒淳波学号:080601140325二零一二年四月一日设计一个单片机的温度补偿晶体振荡器(pCTCXO)和自动补偿线DejanHabiC,Aleksand
2、raPavasovik,andDraganVasiljeviC摘要---一个全新的设计理念关于单片机温度补偿晶体振荡器(pCTCXO)中的补偿电路和相应的全自动振子校准生产线(ACL-自动补偿线)。pCTCXO通讯能力提供自动校准功能。缩短逐次逼近标定算法给出一个短的校准时间和一个基于ACL系统可靠的收敛性调整时间。pCTCXO是一种廉价装置能密封在一立方英寸的体积内。通过放置在EEPEROM中的9位A/D转换器,10位的D/A和512字节的软件在-40℃、+85℃温度范围内,可得到±0.5ppm的频率准确度。除了标准的实验记频器,ACL系统,温度室和PC主机,只需要两个额外的板
3、:一个模拟多路转换器器板和一个接口板。在生产和校准时ACL系统可以在同一温度运行时同时补偿许多振荡器,不需要组件的选择和人类的监督。1.说明在模拟温度补偿晶体振荡器(TCXO)中,一个变抗器提供频率降低来减少振荡频率和温度漂移。温度感应补偿网络用于产生变抗器电压。补偿网络调整工作需要三到五个温度周期,这取决于频率稳定性。为了加快生产,计算机辅助方法在挑选过程中使用的补偿网络原理[1]、[2]先进的集成电路技术中引进了数字温度补偿技术(DTCXO)。相比之下模拟TCXOs为宽温度范围提供更高的精度并简化调整程序导致所需的温度循环变抗器数量较少。最初的DTCXO解决方案是基于一个保存
4、在非易失性存储器的补偿电路[3]-[6]检查表。一个几乎线性分布的温度传感器产生施加于A/D转换器的电压。A/D输出被用作存储器地址。选定的储存器位置内容符合变抗器电压此电压对振荡器频率漂移补偿[1],[2]是必须的。一个D/A转换器数码储存器内容回到了模拟变抗器电压。在单片机补偿晶体振荡器(MCXO)中,单片机被添加到易失的储存器,从而改善了补偿的灵活性。A/D转换器给出温度数字形式。这些数据是用于单片机产生并可用一个小检查表插值计算的变抗器电压[7]。这种技术的变形是一种双向MCXO[8]-[10]由晶体本身制成的温度传感器和基于直接数字频率合成技术的频率调整器构成,而不是随
5、频率牵引。本文所介绍的概念是以单片机补偿晶体振荡器(pCTCX0)适合生产全自动为核心的。该振荡器补偿电路由单片机完成。它是一个小、功耗低、设备与许多资源便宜和具有沟通的能力,由一个自动补偿校正线(ACL)组成的振荡器。该概念提供了非监督性和密封中的温度补偿晶体振荡器完全自动化性,而不是在单一温度组件选择运行。许多振荡器可能同时校准生产或被用户重新调整。该补偿概念既支持数字补偿方法:双模式经典MCXO也支持依赖变抗器二极管MCXO温度电压。本文阐述了pCTCXO和ACL系统的设计。pCTCXO的设计在第二部分阐述。自动化生产线ACL在第三部分提出。最后,实验结果在第四部阐述。2.
6、pCTCXO的设计pCTCXO设计目标是实现已封闭单位标准组件装配的全自动温度补偿。pCTCXO框图由图1显示。温度传感器电压是由一个数字化的A/D转换器组成。CPU接受温度数据,发现相应的查表数据中形成的校验数据,和使插值计算电压在振荡器的VCO输入来命名输出频率。电压转换回路模拟形式通过D/A转换器。图1.pCTCXO框图温度补偿是由经典数字补偿方法和最少的组件实现的。该方法是非常灵活并允许一个宽温度传感器的选择、控制算法,成分,水晶单位等。通用的8位单片机所提供的必要的资源,为描述补偿电路的实现。CPU提供可编程计算能力。查找表保存在一个EEPROM中。模拟量是通过A/D和
7、D/A转换器连接到微机。最后,单片机的能力是由许多振荡器通过完全自动化的ACL线允许校正的沟通的。振荡器是获得识别由硬件键连接到单片机的数字输入口。硬件键可能pCTCX0的本身一部分,或者相对应的振子插座测量板。有两种操作模式的pCTCXO:校正模式与自主模式。自主模式是主要运作模式并且振荡器总是在正常使用时运作这个模式。在校正模式时操作该振荡器只有温度补偿嵌入在ACL线的槽内。简单的软件控制自主运行pCTCXO动作的控制包括A/D,D/A子系统和搜索插值的数据检查表。补偿精度决