CN102075142A - 高精密控温晶体振荡器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精密控温晶体振荡器，该振荡器的电路包括控温电路和主振部分的电路，控温电路包括一负温度系数的中等B值热敏电阻RT1，两个运算放大器IC1A、IC1B，两个PNP三极管Q1和Q2。本发明结合传统技术中双方的优缺点，独创了双运放双监控点的控温电路，即能达到三运放的精密控温效果，利用热参量和电流参量的同时监控，使得加热的控制更精细、更准确；且既降低了生产成本，同时热敏电阻以接地的方式接入电路，调试很方便，并且可实现批量的生产，与国外同类产品比较更具有竞争力。

Description

高精密控温晶体振荡器
 
技术领域
本发明涉及电子与电路技术领域，尤其涉及一种控温晶体振荡器的电路，包括取样电路和主振电路。
 
背景技术
恒温晶体振荡器，是对晶体进行恒温并精密控温实现的。它作为精密时频信号源被广泛应用于全球定位系统、通信、计量、遥测遥控、频谱以及网络分析仪等电子仪器中，是所有电子设备的核心器件，被誉名为“心脏”。
目前国内的控温电路主要形式是采用单运放单变量控制型，加热管一般采用场效应管。这种加热控温电路，由于只有单组变量参数，过于简单，控温不是很精密，从而导致产品的恒温槽体的温度波动幅度较大，进而影响整个产品的性能；而国外有部分厂家采用三运放控温电路，这种加热电路复杂，成本高，调试烦冗，对技术人员的基础有较高的要求，同时增加了产品的材料成本，因此竟争优势不明显，难以推广应用。由于温度传感的感应效果比较滞慢，如果单靠温度的感应控制加热管来工作，则效果并不理想。
 
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种成本更低、调试方便、具有精密控温效果的高精密控温晶体振荡器。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高精密控温晶体振荡器，该振荡器的电路包括控温电路和主振部分的电路，其特征在于：控温电路的电路包括一负温度系数的热敏电阻RT1（热敏电阻为中等B值）两个运算放大器IC1A、IC1B，两个PNP三极管Q1和Q2；热敏电阻RT1一端接地，另一端连接控温点调节电阻R8，电阻R8另一端连接电阻R5，电阻R5连接电阻R6，电阻R6另一端接地；电阻R8与热敏电阻RT1之间接出一路连接电阻R9，电阻R9连接运算放大器IC1A的反相端，运算放大器IC1A的同相端连接电阻R7，电阻R7另一端连接在电阻R5与电阻R6之间；运算放大器IC1A的反相端与输出端之间跨接有灵敏度调节电路；运算放大器IC1A的输出端连接电阻R4，电阻R4连接运算放大器IC1B的同相端，运算放大器IC1B的反相端连接电阻R2；运算放大器IC1B的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1连接三极管Q2的基极；三极管Q1的发射极通过电阻R0连接电源VCC，三极管Q2的发射极通过另一电阻R0连接电源VCC，三极管Q1和三极管Q2的集电极接地；运算放大器IC1B的反相端与三极管Q1的发射极之间连接有电阻R1，运算放大器IC1B的反相端与三极管Q2的发射极之间连接有另一电阻R1；运算放大器IC1B的输出端与反相端之间连接有调节电容Cf1，运算放大器IC1B的同相端连接有电阻R3；运算放大器IC1A和运算放大器IC1B分别各自连接电源VCC并接地；R8、R5和R2接内部稳压电源；控温电路采用双运放结构。
主振部分的电路包括三极管V1、晶振BC1、电容Ct、电容C3、电容C4，三极管V1的发射极接地，三极管V1的基极与发射极之间连接有电容C3，三极管V1的集电极与发射极之间连接有电容C4，三极管V1的基极连接晶振BC1，晶振BC1连接电容Ct,电容Ct连接三极管的集电极。
进一步地，热敏电阻RT1其一端与地相连，且两端并接有滤波电容C2。
进一步地，所述灵敏度调节电路包括一可调电阻Rf，可调电阻Rf串联可调电容Cf2，可调电阻Rf与可调电容Cf2并联可调电容Cf3。
进一步地，两个电阻R0与电源VCC相连的一端连接滤波电容C1。
本发明结合传统技术中双方的优缺点，独创了双运放双监控点的控温电路，即能达到三运放的精密控温效果，利用热参量和电流参量的同时监控，使得加热的控制更精细、更准确；且既降低了生产成本，同时热敏电阻以接地的方式接入电路，调试很方便，并且可实现批量的生产，与国外同类产品比较更具有竞争力。
 
附图说明
图1为本发明控温电路原理图；
图2为本发明主振电路原理图。
 
具体实施方式
本实施例中，参照图1和图2，所述高精密控温晶体振荡器，该振荡器的电路包括控温电路和主振部分的电路，控温电路的电路包括一负温度系数的热敏电阻RT1，两个运算放大器IC1A、IC1B，两个PNP三极管Q1和Q2；热敏电阻RT1一端接地，另一端连接控温点调节电阻R8，电阻R8另一端连接电阻R5，电阻R5连接电阻R6，电阻R6另一端接地；电阻R8与热敏电阻RT1之间接出一路连接电阻R9，电阻R9连接运算放大器IC1A的反相端，运算放大器IC1A的同相端连接电阻R7，电阻R7另一端连接在电阻R5与电阻R6之间；运算放大器IC1A的反相端与输出端之间跨接有灵敏度调节电路；运算放大器IC1A的输出端连接电阻R4，电阻R4连接运算放大器IC1B的同相端，运算放大器IC1B的反相端连接电阻R2；运算放大器IC1B的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1连接三极管Q2的基极；三极管Q1的发射极通过电阻R0连接电源VCC，三极管Q2的发射极通过另一电阻R0连接电源VCC，三极管Q1和三极管Q2的集电极接地；运算放大器IC1B的反相端与三极管Q1的发射极之间连接有电阻R1，运算放大器IC1B的反相端与三极管Q2的发射极之间连接有另一电阻R1；运算放大器IC1B的输出端与反相端之间连接有调节电容Cf1，运算放大器IC1B的同相端连接有电阻R3；运算放大器IC1A和运算放大器IC1B分别各自连接电源VCC并接地；R8、R5和R2接内部稳压电源；控温电路采用双运放结构。
主振部分的电路包括三极管V1、晶振BC1、电容Ct、电容C3、电容C4，三极管V1的发射极接地，三极管V1的基极与发射极之间连接有电容C3，三极管V1的集电极与发射极之间连接有电容C4，三极管V1的基极连接晶振BC1，晶振BC1连接电容Ct,电容Ct连接三极管的集电极。
热敏电阻RT1其一端与地相连，且两端并接有滤波电容C2。
所述灵敏度调节电路包括一可调电阻Rf，可调电阻Rf串联可调电容Cf2，可调电阻Rf与可调电容Cf2并联可调电容Cf3。
两个电阻R0与电源VCC相连的一端连接滤波电容C1。
控温电路基本原理：
（1）、温度取样：采用中等B值的热敏电阻，其感应的温度参量信号，通过轨对轨运放组成的比较电路，且通过设置合适的积分反馈，将波动的温度参量信号，转化成锯齿波信号，输入下一极运放的同相端。
（2）、电流取样：通过在加热主回路上设置适当电流检测电阻，将电流信号转化为取样电压，反馈给第二级运放的反相端，同时该信号与同相端的温度监控信号进行动态比较后，输出一动态的控制电压，从而有效控制加热三极管的工作状态，因而有效控制了加热量。该方案利用热参量和电流参量的同时监控，使得加热的控制更精细，更准确。
主振电路：
 采用调试方便的柯尔匹兹电路形式，同时结合晶体本身固有的特性，通过设置合理的抑制电路，让晶体良好、稳定的震荡在固有的频率上。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (4)

1.一种高精密控温晶体振荡器，该振荡器的电路包括控温电路和主振部分的电路，其特征在于：控温电路包括一负温度系数的热敏电阻RT1，两个运算放大器IC1A、IC1B，两个PNP三极管Q1和Q2；热敏电阻RT1一端接地，另一端连接控温点调节电阻R8，电阻R8另一端连接电阻R5，电阻R5连接电阻R6，电阻R6另一端接地；电阻R8与热敏电阻RT1之间接出一路连接电阻R9，电阻R9连接运算放大器IC1A的反相端，运算放大器IC1A的同相端连接电阻R7，电阻R7另一端连接在电阻R5与电阻R6之间；运算放大器IC1A的反相端与输出端之间跨接有灵敏度调节电路；运算放大器IC1A的输出端连接电阻R4，电阻R4连接运算放大器IC1B的同相端，运算放大器IC1B的反相端连接电阻R2；运算放大器IC1B的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1连接三极管Q2的基极；三极管Q1的发射极通过电阻R0连接电源VCC，三极管Q2的发射极通过另一电阻R0连接电源VCC，三极管Q1和三极管Q2的集电极接地；运算放大器IC1B的反相端与三极管Q1的发射极之间连接有电阻R1，运算放大器IC1B的反相端与三极管Q2的发射极之间连接有另一电阻R1；运算放大器IC1B的输出端与反相端之间连接有调节电容Cf1，运算放大器IC1B的同相端连接有电阻R3；运算放大器IC1A和运算放大器IC1B分别各自连接电源VCC并接地；
R8、R5和R2接内部稳压电源；
主振部分的电路包括三极管V1、晶振BC1、电容Ct、电容C3、电容C4，三极管V1的发射极接地，三极管V1的基极与发射极之间连接有电容C3，三极管V1的集电极与发射极之间连接有电容C4，三极管V1的基极连接晶振BC1，晶振BC1连接电容Ct,电容Ct连接三极管的集电极。
2.根据权利要求1所述的高精密控温晶体振荡器，其特征在于：热敏电阻RT1其一端与地相连，且两端并接有滤波电容C2。
3.根据权利要求1所述的高精密控温晶体振荡器，其特征在于：所述灵敏度调节电路包括一可调电阻Rf，可调电阻Rf串联可调电容Cf2，可调电阻Rf与可调电容Cf2并联可调电容Cf3。
4.根据权利要求1所述的高精密控温晶体振荡器，其特征在于：控温电路采用双运放结构。
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