專利名稱：壓控恒溫晶體振蕩電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種晶體振蕩器，具體涉及一種壓控恒溫晶體振蕩電路。
背景技術：
恒溫晶體振蕩器(Oven Controlled Crystal Oscillator)是目前精確度和穩定 度最高的晶體振蕩器，具有老化率低、溫度穩定性好、相位噪聲低等特點，因而被廣泛應用 于全球定位系統、通信、計量、遙測、遙控等對頻率穩定度要求較高的場合。目前市場上的恒 溫晶體振蕩器以12V、5V供電的居多，不適用于新型電信器材工作電壓低、功耗小的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種壓控恒溫晶體振蕩電路，小體積、低功耗、高穩定度且低噪聲。為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案
一種壓控恒溫晶體振蕩電路，其中，所述壓控恒溫晶體振蕩電路包括電源電路、穩壓電 路、溫控電路、主振電路、放大電路和輸出電路；所述電源電路分別連接穩壓電路和輸出電 路，所述穩壓電路分別連接溫控電路、主振電路和放大電路，主振電路連接放大電路，放大 電路連接輸出電路。進一步，所述溫控電路包括測溫電橋電路、第一放大電路、第二放大電路和功率放 大輸出電路；測溫電橋電路、第一放大電路、第二放大電路和功率放大輸出電路依次連接。本發明的有益效果為
1、本發明的溫控電路采用雙運放集成電路LMC6482，其中1只用于溫差信號的比較放 大；另一只用作功率管的推動級；一只雙運放起到兩只單運放的作用，有利于體積減小，降 低功耗。控溫精度可達士0.01°C，部分器件采用小體積的封裝形式，具有控溫精度高、集成 度高、體積小等優點，溫度指標優于10ppb/-30°C +70°C。2、由于采用了低噪聲器件，相位噪聲較低，相位噪聲-145dBc/HZ@lkHZ，
體積小，指標高，頻率為IOMHz的常用頻點，可采用電阻焊封接，適宜于批量生產。 晶體振蕩器體積小，僅20 X 20 X IOmm (常用的晶體振蕩器體積多為36 X 27 X 15mm或 25X25X 12讓)，工作電壓低，僅3. 3V，比常用的12V、5V電壓低。3、主振電路采用電容三點式皮爾斯電路，主振管是2SC4M6型高頻低噪聲三極 管，該三極管飽和壓降很低，不到0. 5V，可以穩定工作在2. 8V且噪聲系數NP ^ 2dB。4、不采用單獨的幅度放大電路和輸出電路，而是用一種NC7SZU04型反向器作放 大和整形，當需要方波輸出時，直接以NC7SZU04輸出；當要求正弦波輸出時，則在NC7SZU04 的輸出端連接T型濾波電路。5、采用4只ZXT3M322型小型功率管作為發熱元件對晶體加熱，加熱均勻，在晶體 中不存在溫度梯度；ZXT3M322是MLP322封裝，體積為2X2mm。本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可 以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書或者附圖 中所特別指出的結構來實現和獲得。
圖1為本發明的原理框圖； 圖2為本發明的主振電路原理圖； 圖3為本發明的放大電路原理圖； 圖4為本發明的輸出電路原理圖； 圖5為本發明溫控電路原理框圖； 圖6為本發明的溫控電路原理圖； 圖7為本發明的穩壓電路原理圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例并結合附圖對本發明做進一步的詳細描述
如圖1所示，本發明包括電源電路、穩壓電路、溫控電路、主振電路、放大電路和輸出電 路；電源電路分別連接穩壓電路和輸出電路，穩壓電路分別連接溫控電路、主振電路和放大 電路，主振電路連接放大電路，放大電路連接輸出電路。如圖2所示，主振電路采用典型的電容三點式振蕩電路，有利于恒溫晶體振蕩器 的高頻雜波抑制，可適用于AT切型和SC切型的晶體，主振回路供電電壓僅需2. 8V。在主振電路產生高穩定度信號，產生的信號由電阻Rll和電容C8的接點處輸出給 電容C13即RF IN端，電阻R8、R9和電容C10、C11形成濾波和退耦電路。電阻RlO和Rll 為改善波形和防過激勵元件，當晶體XTL的頻差為正時，通過Ll調整頻率，當晶體XTL的頻 差為負時，在電感器Ll的位置更換為電容以調整頻率。變容二極管CRl可用于壓控電壓端 調控頻率用。在印制電路板上晶體XTL處于比較中心的位置，以保證晶體XTL的溫度恒定， 且不存在溫度梯度。如圖3所示，放大電路采用門電路進行放大信號，可以在一定程度上提高驅動負 載的能力，而且可以直接作為方波信號輸出。主振電路的高穩信號由RF IN端輸入，電容 C13能隔斷主振電路的直流電位。電阻R14和R15對電容Cl的2端進行嵌位，信號輸入到 ICl芯片的2端，在ICl芯片的4端輸出方波信號。ICl芯片是多功能、高頻、低功耗的CMOS 專用芯片，型號是)(C2163，S0T23-6封裝。外圍電路簡單；一個芯片即達到需要的信號幅度。 當需要方波時，ICl芯片4端的輸出即可滿足幅度要求。如圖4所示，輸出電路采用T型濾波電路，可改善輸出波形的平滑度，作正弦波輸 出。電容C14和C17是電容量較大的隔直流電容器，對交流視同短路；電感器L4、L5的量 值，可使頻率較低的基頻通過，而高次諧波被阻斷；電容C15、C16則對頻率較低的基頻衰減 小，而對高次諧波衰減大。在IN端輸入方波時，在OUT端則是輸出正弦波。如圖5、圖6所示，溫控電路包括測溫電橋電路、第一放大電路、第二放大電路和功 率放大輸出電路；測溫電橋電路、第一放大電路、第二放大電路和功率放大輸出電路依次連 接。電阻R18 R21 (含電容C18和熱敏電阻RTl)構成測溫電橋電路，用B值(熱敏電阻的
4材料常數)較高的熱敏電阻RTl作為其中的一個橋臂以增加其控溫的靈敏度，熱敏電阻RTl 的位置盡量靠近晶體，用熱敏電阻RTl阻值的變化來反映晶體溫度的波動，測溫電橋電路 用穩壓后的2. 8V電源供電，以保證其工作的穩定性。剛加電源時，由于晶體振蕩器處于冷 態，熱敏電阻RTl阻值很大(約IOOkQ )，測溫電橋嚴重失卻平衡，所以在第一放大電路的集 成運放UlA的3端輸入高電位，因此集成運放UlA的1端也輸出高電位，經第二放大電路的 集成運放UlB的推動，功率放大輸出電路的四個功率管Q4 Q7就輸出很大的加熱電流(約 400mA)。隨著加熱的繼續，熱敏電阻RTl值逐步降低，電橋逐步趨向平衡，也就是UlA的2、 3兩端壓差逐步減小，輸出電位逐步降低，加熱電流也逐步減小，逐步達到溫度平衡。通過電 阻R18或R19的設定，穩定到一個固定溫度(晶體拐點溫度)，以穩定輸出頻率。電阻R27和 R28以設定最大起始電流；電阻R33 R39是均衡限流電阻，以保證功率管Q4 Q7之間的 電流均衡。如圖7所示，3. 3V是輸入端，直接由電源供給，2. 8V是輸出電壓，U2是穩壓電源芯 片ZXCI^80，SC70-5封裝，輸出電壓2. 8V，額定功率可到300mW，輸出電流可達107mA，足以 滿足電路要求。穩壓電源的輸出提供給主振電路、放大電路、輸出電路和溫控電路的電橋電 源。電容C19起退藕濾波作用；電容C20 C22可以濾除由電源帶入的紋波和其它雜波，凈 化輸入到U2的直流電壓，使晶體振蕩器電源穩定無雜波；電容C19是輸出濾波電容。電源電路采用了低壓差三端穩壓器ZXCL280和鉭電解電容濾波，保證了電源的純 凈度。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通 技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案 的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種壓控恒溫晶體振蕩電路，其特征在于所述壓控恒溫晶體振蕩電路包括電源電 路、穩壓電路、溫控電路、主振電路、放大電路和輸出電路；所述電源電路分別連接穩壓電路 和輸出電路，所述穩壓電路分別連接溫控電路、主振電路和放大電路，主振電路連接放大電 路，放大電路連接輸出電路。
2.根據權利要求1所述的壓控恒溫晶體振蕩電路，其特征在于所述溫控電路包括測 溫電橋電路、第一放大電路、第二放大電路和功率放大輸出電路；測溫電橋電路、第一放大 電路、第二放大電路和功率放大輸出電路依次連接。
全文摘要
本發明公開了一種壓控恒溫晶體振蕩電路，其中，所述壓控恒溫晶體振蕩電路包括電源電路、穩壓電路、溫控電路、主振電路、放大電路和輸出電路；所述電源電路分別連接穩壓電路和輸出電路，所述穩壓電路分別連接溫控電路、主振電路和放大電路，主振電路連接放大電路，放大電路連接輸出電路。本發明具有小體積、低功耗、高穩定度、低噪聲、控溫精度高和集成度高等特點。
文檔編號H03B5/04GK102064763SQ20101057896
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月8日 優先權日2010年12月8日
發明者劉靈芝, 韓建設 申請人:鄭州原創電子科技有限公司