高加亭，赵宏建

（中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032）

一种恒温晶振专用控温芯片设计

高加亭，赵宏建

（中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032）

设计了一种恒温晶体振荡器的专用控温芯片。通过使用带隙基准电路中与绝对温度成正比（PTAT）的电压来实现对温度的精确检测。采用脉宽调制（PWM）技术控制功率管驱动加热电阻对恒温槽进行加热，同时通过改进算法的PID环路控制，提高了控温的精度。设计加快了从预热到稳态的时间，降低了恒温的功率，实现了对温度的稳定控制。仿真结果表明，温度检测的灵敏度为12.925mV/℃。芯片流片，经过PID参数整定后，实验测试表明预热功率为3.05W，稳态功率为1.35W，控温精度为±0.2℃。

恒温晶体振荡器；专用芯片；PID控制；PWM调制

1 引 言

石英晶体振荡器作为电子设备的核心器件，一直向着高精度、高频率温度稳定性、小型化、低功耗方向发展［1］。恒温晶体振荡器（Oven Controlled Crystal Oscillator缩写为OCXO）在频率温度稳定性、相位噪声、老化性等方面在所有类型的晶体振荡器中是最好的，它是利用恒温槽使晶体振荡器中石英晶体谐振器的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器，OCXO是由恒温槽温度控制电路和振荡器电路构成的［2］。目前市场上的恒温晶振普遍采用热敏电阻作为温度传感器，但由于其温度阻值的线性度较差，不利于温度的检测和控制。本文设计的控温电路利用了带隙基准中的PTAT电压作为温度传感器，很好克服了热敏电阻非线性的问题。……