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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳建樺
研究生(外文):Jian-Hua Wu
論文名稱:金氧半壓控石英振盪器溫度補償電路之研究
論文名稱(外文):Study on Temperature Compensated Architecture for Voltage-Controlled Oscillator
指導教授:高曜煌
指導教授(外文):Yao-Huang Kao
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電信工程系所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:溫度補償壓控石英振盪器溫度補償電路三次方電路
外文關鍵詞:TCVCXOtemperature compensated circuitcubic circuit
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本論文提出一新型電路架構,使用金氧半製程完成一個應用於溫度補償壓控石英振盪器之可調式溫度補償電路。架構中包含能隙參考電壓源、一次方電路、三次方電路,利用可調式增益電路、標準電壓源以及定電流源穩定主動電路使不受溫度影響。針對製程、電源以及溫度偏差所造成的可能誤差,對其進行分析討論。同時建立一套調整機制,在 使石英振盪器的頻率穩定度在2.05ppm以內。再依數學模型建構一個Matlab系統,以便能快速準確地設置調整開關。
The paper proposes a novel architecture, which generates a temperature- compensated voltage for TCVCXO using CMOS process. The architecture contains Bandgap Voltage Reference, linear equation curve circuit, Cubic Circuit…., we use Variable Gain Circuit, Bandgap Voltage Reference to overcome the problem cased by temperature variation. We analyze the error caused by process, voltage reference, and the temperature deviation. We propose a tuning mechanism , and we can compensate them well( ) even the VCXO has different property. And we propose a system program to set the switches quickly and exactly.
中文摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii

第 一 章 緒 論 1
1.1研究動機 1
1.2溫度補償壓控石英振盪器基本概念 2
1.3溫度補償壓控石英振盪器的簡介 4
1.3.1 熱敏電阻式溫度補償 5
1.3.2 數位式溫度補償 5
1.3.3 類比式溫度補償 6
1.3.4 混合式溫度補償 6
1.3.5 CMOS混合式溫度補償 6
1.4 論文目標 7
1.5 論文架構 8
第二章 三次方補償電壓設計 10
2.1溫度變動對主動電路的效應 10
2.1.1 溫度變動對電子電動移動速率的影響 10
2.1.2 溫度對臨界電壓的影響 11
2.1.3 溫度對BJT 之 的影響 12
2.2 溫度補償架構 14
2.3溫度補償原理 16
2.4 溫度補償電路 18
2.4.1 能隙參考電壓 (Bandgap Voltage Reference) 18
2.4.2 三次方產生器 20
2.4.3 可調式增益電路(Variable Gain Circuit) 24
2.4.4 共模回授放大器 28
2.4.5 Vt1一次曲線產生電路 31
2.4.6 類比加法器 32
2.5 調變開關以及流程建立 36
2.5.1 校正開關的設置 36
2.5.2 MATLAB簡易系統程式的開發 37
2.5.3 手動再次調整 41
2.5.4模擬結果 42
2.6 設計規格 48
第三章 誤差分析與解決辦法 50
3.1 標準電壓源可能造成的誤差以及解決方案 50
3.2 固定電流源造成的誤差以及解決方案 60
3.2.1固定電流源對三次方電路的影響 61
3.2.2固定電流源對可調式增益電路的影響 63
3.3 三次方電路非線性因素的誤差分析 64
3.4可調式增益電路調變分析 66
3.5誤差分析整理 69
[1] http://www.guangdongdz.com/special_column/techarticle/jszl7779.html ,“石英組件產業蓄勢待發”, 張璇 ,2004
[2]台灣工研院IEK-ITIS計畫,2004/07
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[8] K. Nemoto and K. Sato, “2.5ppm Fully Integrated CMOS Analog TCXO,” IEEE International Frequency Control Symposium and PDA Exhibition, pp. 740~743, 2001.
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[11] A. S. Sedra, and K. C. Smith, Microelectronic Circuits , page 375, Oxford University Press, New York, 1998.
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[15] A. S. Sedra, and K. C. Smith, Microelectronic Circuits , Chapter 5-2 page 375, Oxford, University Press, New York, 1998.
[16] Behazad Razavi , Design of Analog CMOS Interated Circuits, Chapter 2-3, McGraw Hill, 2001
[17]Yao-Wei Tzeng, Study on Temperature Compensated Voltage Controlled Crystal Oscillator, Master Thesis, National Chiao Tung University.
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