现代电子，通信设备对时钟源的精确度有着越来越高的要求。在获得时钟源的各种方法中，晶体振荡器有着优良的稳定性和准确性而获得广泛应用。但是晶体振荡器的振荡频率还是会受到一些因素的影响（如电磁干扰，机械震动，湿度和温度等），特别是温度对振荡器的振荡频率影响很大。为了获得精确的频率源，就要在一定温度范围对振荡器电路进行补偿。本文对温度补偿晶体振荡器电路进行了研究和设计。主要包括可调频率振荡器，带隙测温电路，模拟数字转换系统（AD），以及低压线性转换器（LDO）。论文首先研究了晶体的数学模型，用负阻的方法分析了石英晶体振荡器的起振原理以及补偿方法，设计了数字电容阵列可调频率晶体振荡电路，实现了频率简单可控。带隙测温电路采用了LDO供电和cascode结构，实现了输出温度电压具有高抑制比和精确性。模数转换器ADC采用了12位逐次逼近型电路，结构简单精度适中。LDO为测温电路提供了稳定的工作电源保证了输出信号的稳定，通过间断性地工作实现整个系统的低功耗。随着CMOS技术的发展，上述的各种电路都可以集成在一块芯片里面。本文基于集成电路设计工具Cadence的软件环境，和SMIC的0.35um工艺，设计了以上电路，并得到了仿真结果，验证了本设计的可行性。