DS4000在GPS接收机中的应用

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DS4000是一种新型数控温补晶体振荡器（TCXO）。由于DS4000提供了精密的振荡频率，具有一种新的校准REF振荡器的控制方法，因此引入该TCXO，能较好地实现GPS接收机作为精密时间基准的应用，其独特的性能是目前市场上众多的TCXO所无法提供的。　　为什么这样讲呢？该器件可保持振荡频率稳定在±lppm以内，并具有牵引范围达±6ppm的数字调谐能力。可以提供双路CMOS方波输出。F1输出提供固定的基频，而F2输出则提供基频的256种不同整数分频中的一种。　　DS4000的工作电压为5V（±10％），采用低截面BGA封装。DS4000数控TCXO超越了所有有关控制、成本、封装和精度的性能标准。　　图l是DS4000温补晶体振荡器的组成框图。该器件通过2线（SDA与SCL）串行数据口控制（SDA与SCL均为数字频率可调节的通信口），在这种方式下，通过使用微控制器，输入数字代码控制牵引量和精度。同时可以设计专门的系统程序。不断地调整该器件的精度。在许多过时的TCXO设计中，这种要求只能通过人工调节，或通过一个电压控制来完成。DS4000的数字牵引能力实现了生产过程中的自动校准，以及在应用现场的再校准。　　该器件还有一个频率输出F2（可编程温度补偿方波输出），F2为基频F1（固定频率温度补偿方波输出）的分数值。F2能够被编程为基频F1的1/256-255/256。当然，编程也是通过2线接口（SDA、SCL）完成的。DS4000的基频范围在10MHz～20MHz之间可选。F2频率输出随F1的频率精度变化，精度能达到±lppm以内。图l的DS4000框图展示了频率牵引量、频率输出和温度检测的数字接口。　　由于DS4000采用了专用的数字温度测量技术，该器件也能够作为温度传感器使用。温度传感器精度在±2℃之内。该器件在-40℃～+85℃的整个温度范围内，保持其频率精度（±1ppm）。　　由于DS4000具有较高的灵活性，所以它能够用作GPS应用中的REF晶体（XTAL）的振荡器，并能为GPS信号处理器或主处理器提供32kHz振荡频率作为RTC XTAL的输入，呈现了DS4000在GPS接收机应用中的多用性。　　图2框图说明了Ds4000在GPS接收机中完成REF和RTC XTAIL两个晶体所起的作用。　　为此，对应于图2中基频应作如下设定：首先设定REF XTAL输入至GPS前端能够采用16.384MHz的频率输入，在此前提下，则DS4000就能够在F2输出上产生GPS信号处理器RTC XTAL端所需要的32.768kHz频率。通过线接口SCL和SDA，主处理器可以根据需要，设定频率牵引量、F2频率输出（32.768kHz）以及测盘温度。　　DS4000的灵活性尤其适用于那些特别注重定时精度和器件控制方式的应用，一般情况下，允许频率调节的TCXO或OCXO，均要求作人工调节或提供一个外部电压调节，但这种方案的缺点是：在人工调节TCXO或OCXO时需要人工干预；而在采用外部电压调节时，设计人员必须保证控制电压稳定，以便使它不会影响振荡器的输出特性。而采用了DS4000就避免了上述二种调节中的不可靠性，这是因为在改变或牵引基频时，只要将数字量通过SDA或SCL数字频率可调节的通信口传给DS4000就可以了。　　另外，由于DS4000提供两个频率（Fl与F2），其中一个是可编程的，而第二个频率F2是由基频Fl的l/256～255/256获得，即与F1相关。同时采用其数字控制接口。因此DS4000能够为设备的自动校准流程带来好处，从而在产品寿命期限内，无须周期性地再校准设备。