一种用于温补晶振的EEPROM修调电路设计_沈红莉

EEPROM存储温补数据,温补RTC

28卷 第6期2011年6月

微电子学与计算机

MICROELECTRONICS&COMPUTER

Vol.28 No.6June2011

一种用于温补晶振的EEPROM修调电路设计

沈红莉,徐静平,钟德刚,雷青松

(华中科技大学电子科学与技术系,湖北武汉430074)

摘 要:设计了一种用于温度补偿晶体振荡器(TCXO)的数字修调电可擦除只读存储器(EEPROM)电路.该电路具有正常工作模式和RAMWRITE、EEPROMWRITE、EEPROMREAD三种测试模式,用于TCXO中模拟补偿电压的修调.在SMIC0.35 m工艺下,采用HSPICE工具对设计的电路进行了仿真与验证,结果表明该电路具有可靠性高和功耗低的优点.

关键词:TCXO;修调电路;EEPROM寄存器

中图分类号:TN4 文献标识码:A 文章编号:1000-7180(2011)06-0100-05

DesignoftheEEPROMTrimmingCircuitfor

theTemperatureCompensatedCrystalOscillator

SHENHong li,XUJing ping,ZHONGDe gang,LEIQing song

(Dept.ofElectronicScienceandTechnology,HuazhongUniv.ofSci.&Tech.,Wuhan430074,China)Abstract:ThedigitaltrimmingElectricEraseProgrammableReadOnlyMemory(EEPROM)circuitisdesignedintheTemperatureCompensatedCrystalOscillator(TCXO).Ithastheoperationalmodeandthreetestmodes-RAMWRITE,EEPROMWRITEandEEPROMREAD,usedfortrimmingtheanalogcompensationvoltageintheTCXO.Thecircuitissimulatedandvalidatedin0.35 mSMICtechnologywithHSPICE,andtheresultsshowithashighreliabilityandlowpowerconsumption.

Keywords:TCXO;trimmingcircuit;EEPROMregister

1 引言

温度补偿晶体振荡器(TCXO)由于具有中精度频率稳定度(0.1ppm~1ppm)、体积小、功耗低、可靠性高、开机特性好等优点,广泛应用于通信产品中,并向着微型化、低功耗、低老化、高稳定性和可靠性方向发展[1].

TCXO采用的补偿方式分模拟和数字两种.模拟方式实现的电路规模较数字方式小,有利于集成度的提高,且随着补偿算法、电路等技术的提高,模拟方式可达到高精度.由于石英晶体切角偏差、芯片制造工艺偏差等,模拟补偿TCXO中通常嵌入数字修调寄存器电路对补偿电压进行修调[2].

文中根据TCXO补偿原理,设计了一种数字修

收稿日期:2010-06-28;收稿日期:2010-09-09基金项目:国家自然科学基金资助项目(60976091)

调EEPROM寄存器电路,该电路具有可靠性高、功耗低、读出速度快和读写控制简单等优点.

2 TCXO中数字修调原理

2.1 TCXO中模拟补偿原理

TCXO实现频率温度补偿是通过其内的压控晶体振荡电路和补偿电压发生电路实现的:压控晶体振荡电路内含压控电容,使得晶体两端的并联负载电容随电压而改变,从而影响晶体的输出频率;补偿电压发生电路产生压控晶体振荡电路所需的补偿电压 温度偏移补偿电压和老化特性补偿电压,通过补偿电压的改变来使TCXO输出频率不随温度变化而改变.补偿电压发生电路主要包括带隙基准及温度探测电路、三次方函数产生电路

[3]

、增益控