专利名称：压控恒温晶体振荡电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种晶体振荡器，具体涉及一种压控恒温晶体振荡电路。
背景技术：
恒温晶体振荡器(Oven Controlled Crystal Oscillator)是目前精确度和稳定 度最高的晶体振荡器，具有老化率低、温度稳定性好、相位噪声低等特点，因而被广泛应用 于全球定位系统、通信、计量、遥测、遥控等对频率稳定度要求较高的场合。目前市场上的恒 温晶体振荡器以12V、5V供电的居多，不适用于新型电信器材工作电压低、功耗小的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种压控恒温晶体振荡电路，小体积、低功耗、高稳定度且低噪声。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种压控恒温晶体振荡电路，其中，所述压控恒温晶体振荡电路包括电源电路、稳压电 路、温控电路、主振电路、放大电路和输出电路；所述电源电路分别连接稳压电路和输出电 路，所述稳压电路分别连接温控电路、主振电路和放大电路，主振电路连接放大电路，放大 电路连接输出电路。进一步，所述温控电路包括测温电桥电路、第一放大电路、第二放大电路和功率放 大输出电路；测温电桥电路、第一放大电路、第二放大电路和功率放大输出电路依次连接。本发明的有益效果为
1、本发明的温控电路采用双运放集成电路LMC6482，其中1只用于温差信号的比较放 大；另一只用作功率管的推动级；一只双运放起到两只单运放的作用，有利于体积减小，降 低功耗。控温精度可达士0.01°C，部分器件采用小体积的封装形式，具有控温精度高、集成 度高、体积小等优点，温度指标优于10ppb/-30°C +70°C。2、由于采用了低噪声器件，相位噪声较低，相位噪声-145dBc/HZ@lkHZ，
体积小，指标高，频率为IOMHz的常用频点，可采用电阻焊封接，适宜于批量生产。 晶体振荡器体积小，仅20 X 20 X IOmm (常用的晶体振荡器体积多为36 X 27 X 15mm或 25X25X 12讓)，工作电压低，仅3. 3V，比常用的12V、5V电压低。3、主振电路采用电容三点式皮尔斯电路，主振管是2SC4M6型高频低噪声三极 管，该三极管饱和压降很低，不到0. 5V，可以稳定工作在2. 8V且噪声系数NP ^ 2dB。4、不采用单独的幅度放大电路和输出电路，而是用一种NC7SZU04型反向器作放 大和整形，当需要方波输出时，直接以NC7SZU04输出；当要求正弦波输出时，则在NC7SZU04 的输出端连接T型滤波电路。5、采用4只ZXT3M322型小型功率管作为发热元件对晶体加热，加热均勻，在晶体 中不存在温度梯度；ZXT3M322是MLP322封装，体积为2X2mm。本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书或者附图 中所特别指出的结构来实现和获得。
图1为本发明的原理框图； 图2为本发明的主振电路原理图； 图3为本发明的放大电路原理图； 图4为本发明的输出电路原理图； 图5为本发明温控电路原理框图； 图6为本发明的温控电路原理图； 图7为本发明的稳压电路原理图。
具体实施例方式下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述
如图1所示，本发明包括电源电路、稳压电路、温控电路、主振电路、放大电路和输出电 路；电源电路分别连接稳压电路和输出电路，稳压电路分别连接温控电路、主振电路和放大 电路，主振电路连接放大电路，放大电路连接输出电路。如图2所示，主振电路采用典型的电容三点式振荡电路，有利于恒温晶体振荡器 的高频杂波抑制，可适用于AT切型和SC切型的晶体，主振回路供电电压仅需2. 8V。在主振电路产生高稳定度信号，产生的信号由电阻Rll和电容C8的接点处输出给 电容C13即RF IN端，电阻R8、R9和电容C10、C11形成滤波和退耦电路。电阻RlO和Rll 为改善波形和防过激励元件，当晶体XTL的频差为正时，通过Ll调整频率，当晶体XTL的频 差为负时，在电感器Ll的位置更换为电容以调整频率。变容二极管CRl可用于压控电压端 调控频率用。在印制电路板上晶体XTL处于比较中心的位置，以保证晶体XTL的温度恒定， 且不存在温度梯度。如图3所示，放大电路采用门电路进行放大信号，可以在一定程度上提高驱动负 载的能力，而且可以直接作为方波信号输出。主振电路的高稳信号由RF IN端输入，电容 C13能隔断主振电路的直流电位。电阻R14和R15对电容Cl的2端进行嵌位，信号输入到 ICl芯片的2端，在ICl芯片的4端输出方波信号。ICl芯片是多功能、高频、低功耗的CMOS 专用芯片，型号是)(C2163，S0T23-6封装。外围电路简单；一个芯片即达到需要的信号幅度。 当需要方波时，ICl芯片4端的输出即可满足幅度要求。如图4所示，输出电路采用T型滤波电路，可改善输出波形的平滑度，作正弦波输 出。电容C14和C17是电容量较大的隔直流电容器，对交流视同短路；电感器L4、L5的量 值，可使频率较低的基频通过，而高次谐波被阻断；电容C15、C16则对频率较低的基频衰减 小，而对高次谐波衰减大。在IN端输入方波时，在OUT端则是输出正弦波。如图5、图6所示，温控电路包括测温电桥电路、第一放大电路、第二放大电路和功 率放大输出电路；测温电桥电路、第一放大电路、第二放大电路和功率放大输出电路依次连 接。电阻R18 R21 (含电容C18和热敏电阻RTl)构成测温电桥电路，用B值(热敏电阻的
4材料常数)较高的热敏电阻RTl作为其中的一个桥臂以增加其控温的灵敏度，热敏电阻RTl 的位置尽量靠近晶体，用热敏电阻RTl阻值的变化来反映晶体温度的波动，测温电桥电路 用稳压后的2. 8V电源供电，以保证其工作的稳定性。刚加电源时，由于晶体振荡器处于冷 态，热敏电阻RTl阻值很大(约IOOkQ )，测温电桥严重失却平衡，所以在第一放大电路的集 成运放UlA的3端输入高电位，因此集成运放UlA的1端也输出高电位，经第二放大电路的 集成运放UlB的推动，功率放大输出电路的四个功率管Q4 Q7就输出很大的加热电流(约 400mA)。随着加热的继续，热敏电阻RTl值逐步降低，电桥逐步趋向平衡，也就是UlA的2、 3两端压差逐步减小，输出电位逐步降低，加热电流也逐步减小，逐步达到温度平衡。通过电 阻R18或R19的设定，稳定到一个固定温度(晶体拐点温度)，以稳定输出频率。电阻R27和 R28以设定最大起始电流；电阻R33 R39是均衡限流电阻，以保证功率管Q4 Q7之间的 电流均衡。如图7所示，3. 3V是输入端，直接由电源供给，2. 8V是输出电压，U2是稳压电源芯 片ZXCI^80，SC70-5封装，输出电压2. 8V，额定功率可到300mW，输出电流可达107mA，足以 满足电路要求。稳压电源的输出提供给主振电路、放大电路、输出电路和温控电路的电桥电 源。电容C19起退藕滤波作用；电容C20 C22可以滤除由电源带入的纹波和其它杂波，净 化输入到U2的直流电压，使晶体振荡器电源稳定无杂波；电容C19是输出滤波电容。电源电路采用了低压差三端稳压器ZXCL280和钽电解电容滤波，保证了电源的纯 净度。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通 技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案 的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种压控恒温晶体振荡电路，其特征在于所述压控恒温晶体振荡电路包括电源电 路、稳压电路、温控电路、主振电路、放大电路和输出电路；所述电源电路分别连接稳压电路 和输出电路，所述稳压电路分别连接温控电路、主振电路和放大电路，主振电路连接放大电 路，放大电路连接输出电路。
2.根据权利要求1所述的压控恒温晶体振荡电路，其特征在于所述温控电路包括测 温电桥电路、第一放大电路、第二放大电路和功率放大输出电路；测温电桥电路、第一放大 电路、第二放大电路和功率放大输出电路依次连接。
全文摘要
本发明公开了一种压控恒温晶体振荡电路，其中，所述压控恒温晶体振荡电路包括电源电路、稳压电路、温控电路、主振电路、放大电路和输出电路；所述电源电路分别连接稳压电路和输出电路，所述稳压电路分别连接温控电路、主振电路和放大电路，主振电路连接放大电路，放大电路连接输出电路。本发明具有小体积、低功耗、高稳定度、低噪声、控温精度高和集成度高等特点。
文档编号H03B5/04GK102064763SQ20101057896
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者刘灵芝, 韩建设 申请人:郑州原创电子科技有限公司