專利名稱：恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種晶體振蕩器，特別是一種恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器。
背景技術：
壓控溫補晶體振蕩器(VCTCXO)它是一種集成了壓控晶體振蕩器和溫補晶體振蕩器功能的有源頻率器件，實現了片式化，商品化，其體積已達到3. 2X2. 5X1. 0(mm)3， VCTCXO憑借其體積小、功耗低、價格低、開機穩定快、高可靠等特點廣泛應用到軍民通信、衛星通信、GPS、無線通訊等領域的終端設備中。但是現有的壓控溫補晶體振蕩器(VCTCXO)仍舊存在著頻率溫度穩定性和短期頻率穩度較差的缺點，在寬溫度范圍內(_40°C +85°C)的頻率溫度穩定性普遍在(士 1. 0 士2. Oppm內，而短期頻率穩定度在產品規格書中基本不被提及，通過實測一般只能達到 lX10_9/s，還達不到某些通信設備的時鐘要求(例如在-20°C +70°C工作溫度范圍內頻率溫度穩定性優于士0.1 ppm，短期穩定度優于2X I(TltVs)，目前這些設備還普遍采用壓控恒溫晶體振蕩器(VCOCXO)，雖然VC0CM)的頻率溫度穩定性和短期頻率穩定度是其它晶體振蕩器不可比擬的，但由于其開機穩定慢、預熱時間長、功耗大，這對現代通信設備時鐘的發展和提高極為不利，對于要求即開即用的場合更是不允許的，需要改進和提高。
實用新型內容為了解決上述VCTCXO和VCOCXO存在的問題，本實用新型的目的是提供一種具有恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器(0C-VCTCX0)，該晶體振蕩器通過增加一些外圍電路，既可滿足某些通信設備時鐘的開機穩定快、即開即用和低功耗的要求，又可滿足頻率溫度穩定性和短期頻率穩定度較高的要求。本實用新型采用的技術方案是恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器，包括恒溫體、低噪精密穩壓電路、溫控電路、整形輸出電路和壓控網絡電路，所述的恒溫體內封裝有壓控溫補晶體振蕩器、功率三極管和熱敏電阻，所述的恒溫體與控制其溫度的溫控電路相接，所述低噪精密穩壓電路的電源輸入端與外部直流電源VD相接，電源輸出端分別與壓控溫補晶體振蕩器、溫控電路、整形輸出電路和壓控網絡電路四者的電源輸入端相接，所述溫控電路的另一電源輸入端與外部直流電源VD相接，所述壓控溫補晶體振蕩器的信號輸出端經過整形輸出電路連接到產品信號輸出端out，外部壓控端Vc經過壓控網絡電路連接到壓控溫補晶體振蕩器的壓控輸入端。進一步，所述的壓控溫補晶體振蕩器是一種帶有壓控特性的模擬溫補晶體振蕩器，其壓控牽引范圍大于設備的時鐘要求。進一步，所述的低噪精密穩壓電路由濾波電路、穩壓IC和退偶隔離電路依次串接形成，所述的外部直流電源VD依次經過濾波電路、穩壓IC和退偶隔離電路后生成低噪聲高穩定的直流電壓輸出，為外圍電路供電。[0009]進一步，所述的溫控電路是直放式精密恒溫控制電路，包括測溫電路、運放電路和功放電路，三者依次串接，測溫電路和運放電路的電源輸入端均與低噪精密穩壓電路的電源輸出端相接，功放電路的電源輸入端與外部直流電源VD相接，所述恒溫體中的熱敏電阻接入到測溫電路中，所述恒溫體中的功率三極管接入到功放電路中。進一步，所述的恒溫體是一種直熱型恒溫結構，通過導熱膠將壓控溫補晶體振蕩器、功率三極管和熱敏電阻包裹固化成一體。進一步，所述的壓控溫補晶體振蕩器粘貼在印制板上，所述功率三極管的金屬電極板緊貼在壓控溫補晶體振蕩器的金屬蓋板上，功率三極管的三根電極引線焊接印制板上并接入功放電路，所述的熱敏電阻緊靠壓控溫補晶體振蕩器貼焊在印制板上并接入測溫電路。進一步，所述的整形輸出電路是滿足設備時鐘負載特性和阻抗匹配要求的接口電路，將壓控溫補晶體振蕩器的輸出信號轉換成設備所要求的波形。所述的壓控網絡電路是滿足設備時鐘壓控牽引特性要求的電抗轉換網絡電路。本實用新型的有益效果是本實用新型將壓控溫補晶體振蕩器裝在恒溫體中工作，提高了壓控溫補晶體振蕩器的頻率溫度穩定性，另外，電路增加了低噪精密穩壓電路、 整形輸出電路和壓控網絡電路，克服了由于溫度波動、電源電壓波動、電磁干擾及輸出信號反射干擾等引起的短期頻率穩定度變差的缺點，最后，由于本實用新型采用直熱型的恒溫結構，充分利用功率三極管的熱能，減少導熱板的熱能傳導損失，實現了加熱快、快速穩定和降低功耗的目的。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的電路結構圖；圖2是現有的壓控溫補晶體振蕩器的頻率溫度特性曲線圖；圖3是本實用新型的頻率溫度特性曲線圖；圖4是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型的電路結構圖，恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器，包括恒溫體、低噪精密穩壓電路、溫控電路、整形輸出電路和壓控網絡電路，所述的恒溫體內封裝有壓控溫補晶體振蕩器、功率三極管和熱敏電阻，所述的恒溫體與控制其溫度的溫控電路相接，所述低噪精密穩壓電路的電源輸入端與外部直流電源VD相接，電源輸出端分別與壓控溫補晶體振蕩器、溫控電路、整形輸出電路和壓控網絡電路四者的電源輸入端相接，所述溫控電路的另一電源輸入端與外部直流電源VD相接，所述壓控溫補晶體振蕩器的信號輸出端經過整形輸出電路連接到產品信號輸出端out，外部壓控端Vc經過壓控網絡電路連接到壓控溫補晶體振蕩器的壓控輸入端，所述的整形輸出電路是滿足設備時鐘負載特性和阻抗匹配要求的接口電路，將壓控溫補晶體振蕩器的輸出信號轉換成設備所要求的波形。所述的壓控網絡電路是滿足設備時鐘壓控牽引特性要求的電抗轉換網絡電路。由于將壓控溫補晶體振蕩器裝在恒溫體中工作，這樣提高了壓控溫補晶體振蕩器的頻率溫度穩定性。此外，還為壓控溫補晶體振蕩器設計了專用的低噪聲高精密穩壓源、整形輸出電路、壓控網絡，改善壓控溫補晶體振蕩器的工作環境，有效提高壓控溫補晶體振蕩器的短期頻率穩定度指標，可以實現壓控溫補晶體振蕩器的短期穩定度優于2X lO./s。進一步作為優選的實施方式，所述的壓控溫補晶體振蕩器是一種帶有壓控特性的模擬溫補晶體振蕩器，其壓控牽引范圍大于設備的時鐘要求。對模擬溫補晶體振蕩器而言， 影響其短期頻率穩定度提高的外在因素主要是溫度波動、電源電壓波動、電磁干擾及輸出信號反射干擾等，克服這些不利因素就可使其短期頻率穩定度顯著提高。進一步作為優選的實施方式，所述的低噪精密穩壓電路是專為壓控溫補晶體振蕩器提供低噪聲高穩定電壓源而設計，由濾波電路、穩壓IC和退偶隔離電路依次串接形成， 所述的外部直流電源VD依次經過濾波電路、穩壓IC和退偶隔離電路后，將普通直流電源轉換成低噪聲高穩定的直流電壓輸出，為外圍電路供電。進一步作為優選的實施方式，所述的溫控電路是直放式精密恒溫控制電路，控制恒溫體的溫度，包括測溫電路、運放電路和功放電路，三者依次串接，測溫電路和運放電路的電源輸入端均與低噪精密穩壓電路的電源輸出端相接，功放電路的電源輸入端與外部直流電源VD相接，所述恒溫體中的熱敏電阻接入到測溫電路中，所述恒溫體中的功率三極管接入到功放電路中。進一步作為優選的實施方式，所述的恒溫體是一種直熱型恒溫結構，通過導熱膠將壓控溫補晶體振蕩器、功率三極管和熱敏電阻包裹固化成一體。由于采用直熱型的恒溫結構，充分利用功率三極管的熱能，減少導熱板的熱能傳導損失，實現了加熱快和降低功耗的目的，常溫下(25 士 5°C)恒溫功耗僅需0.5 W,是導熱型恒溫結構的1/2。參照圖2，為現有的壓控溫補晶體振蕩器的頻率溫度特性曲線圖，壓控溫補晶體振蕩器在寬溫度范圍內(_40°C +85°C )的頻率溫度穩定性較差，一般只能達到士 lppm，在工作溫度的高端(+70°C +80°C)頻率溫度特性曲線比較平緩，頻率溫度特性在士0. Ippm 士0. 3ppm，依據通信設備時鐘工作溫度要求(例如_20°C +70°C)，可將恒溫體的恒溫點設置比時鐘最高工作溫度略高5 10°C(本實施例設置為78°C )，使壓控溫補晶體振蕩器在恒定溫度環境中工作，從而提高壓控溫補晶體振蕩器在工作溫度范圍內的頻率溫度穩定性。參照圖3，是本實用新型的頻率溫度特性曲線圖，本實用新型將壓控溫補晶體振蕩器放在恒溫下工作，極大的提高了壓控溫補晶體振蕩器的頻率溫度穩定性，滿足了某些通信設備時鐘的要求，在寬溫工作環境中(例如-20°C +70°C)，其頻率溫度穩定特性優于士 0. 1 ppm，普遍能達到士 0.05 ppm0參照圖4，是本實用新型的結構示意圖，恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器包括基座 1和與基座1密封成一體的鐘振盒2，所述的基座1上固定有印制板3，基座1從頂部到底部引出有4根管腳，分別是外部壓控端Vc、接地端GND、產品信號輸出端out和外部直流電源 VD,所述印制板3的頂面裝焊有恒溫體4、壓控網絡電路5和整形輸出電路6，底面貼焊有溫控電路7和低噪精密穩壓電路8，所述的溫控電路7和恒溫體4關于印制板3位置相對應， 所述的溫控電路7由測溫電路、運放電路和功放電路構成，所述恒溫體4由壓控溫補晶體振蕩器41、功率三極管42和熱敏電阻43構成，并且通過導熱膠44包裹固化成一體，其中，所述的壓控溫補晶體振蕩器粘貼在印制板3上，所述功率三極管42的金屬電極板緊貼在壓控溫補晶體振蕩器41的金屬蓋板上，功率三極管42的三根電極引線焊接印制板上并接入所述的功放電路，所述的熱敏電阻緊靠壓控溫補晶體振蕩器貼焊在印制板上并接入所述的測溫電路，所述的低噪精密穩壓電路8由濾波電路、穩壓IC和退偶隔離電路依次串接構成， 外部直流電源VD接入到所述濾波電路和功放電路的輸入端，退偶隔離電路的輸出端分別與壓控溫補晶體振蕩器41、測溫電路、運放電路、整形輸出電路6和壓控網絡電路5的電源輸入端相接，為其提供電壓源，所述壓控溫補晶體振蕩器41的信號輸出端經過整形輸出電路6連接到產品信號輸出端out，外部壓控端Vc經過壓控網絡電路5連接到壓控溫補晶體振蕩器41的壓控輸入端。優選的是，所述的印制板3是雙面或多層環氧玻璃布覆銅板。優選的是，所述的壓控溫補晶體振蕩器41是片式壓控溫補晶體振蕩器。以上是對本實用新型較佳實施進行了具體說明，但本實用新型創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
權利要求1.恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器，其特征在于包括恒溫體、低噪精密穩壓電路、溫控電路、整形輸出電路和壓控網絡電路，所述的恒溫體內封裝有壓控溫補晶體振蕩器、功率三極管和熱敏電阻，所述的恒溫體與控制其溫度的溫控電路連接，所述低噪精密穩壓電路的電源輸入端與外部直流電源(VD)相接，電源輸出端分別與壓控溫補晶體振蕩器、溫控電路、整形輸出電路和壓控網絡電路四者的電源輸入端相接，所述溫控電路的另一電源輸入端與外部直流電源(VD)相接，所述壓控溫補晶體振蕩器的信號輸出端經過整形輸出電路連接到產品信號輸出端(out)，外部壓控端(Vc)經過壓控網絡電路連接到壓控溫補晶體振蕩器的壓控輸入端。
2.根據權利要求1所述的恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器，其特征在于所述的壓控溫補晶體振蕩器是一種帶有壓控特性的模擬溫補晶體振蕩器。
3.根據權利要求1所述的恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器，其特征在于所述的低噪精密穩壓電路由濾波電路、穩壓IC和退偶隔離電路依次串接形成。
4.根據權利要求1所述的恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器，其特征在于所述的溫控電路是直放式精密恒溫控制電路，包括測溫電路、運放電路和功放電路，三者依次串接，測溫電路和運放電路的電源輸入端均與低噪精密穩壓電路的電源輸出端相接，功放電路的電源輸入端與外部直流電源(VD)相接，所述恒溫體中的熱敏電阻接入到測溫電路中，所述恒溫體中的功率三極管接入到功放電路中。
5.根據權利要求1所述的恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器，其特征在于所述的恒溫體是一種直熱型恒溫結構，通過導熱膠將壓控溫補晶體振蕩器、功率三極管和熱敏電阻包裹固化成一體。
6.根據權利要求5所述的恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器，其特征在于所述的壓控溫補晶體振蕩器粘貼在印制板上，所述功率三極管的金屬電極板緊貼在壓控溫補晶體振蕩器的金屬蓋板上，功率三極管的三根電極引線焊接在印制板上并接入功放電路，所述的熱敏電阻緊靠壓控溫補晶體振蕩器貼焊在印制板上并接入測溫電路。
專利摘要本實用新型公開了一種恒溫控制的壓控溫補晶體振蕩器，包括恒溫體、低噪精密穩壓電路、溫控電路、整形輸出電路和壓控網絡電路，所述的恒溫體與控制其溫度的溫控電路相接，所述低噪精密穩壓電路的電源輸入端與外部直流電源相接，電源輸出端給外圍電路提供電壓源，所述壓控溫補晶體振蕩器的信號輸出端經過整形輸出電路連接到產品信號輸出端，外部壓控端經過壓控網絡電路連接到壓控溫補晶體振蕩器的壓控輸入端。本實用新型將壓控溫補晶體振蕩器裝在恒溫體中工作，并增加了相關的控制電路，提高了壓控溫補晶體振蕩器的頻率溫度穩定性和短期頻率穩定度。本實用新型作為一種簡單實用的晶體振蕩器可以廣泛應用于電子通信行業中。
文檔編號H03B5/04GK202197248SQ201120256289
公開日2012年4月18日 申請日期2011年7月20日 優先權日2011年7月20日
發明者劉桂華, 葉碧波, 李曉云, 林旭, 董木燕 申請人:廣州市天馬電訊科技有限公司