CN202435343U

CN202435343U - 小型压控恒温晶体振荡电路

Info

Publication number: CN202435343U
Application number: CN2011205376978U
Authority: CN
Inventors: 韩建设
Original assignee: ZHENGZHOU YUANCHUANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHENGZHOU YUANCHUANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2021-12-20

Abstract

本实用新型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；所述主振电路采用负阻振荡电路。本实用新型体积小、功耗低、控温精度高、集成度高。

Description

小型压控恒温晶体振荡电路

技术领域

本实用新型涉及一种高精度晶体振荡器，具体涉及一种小型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，并且老化率低、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外形尺寸以36×27×15mm³、25.4×25.4×12.7mm³、20×20×10mm³的居多，不适用于新型电信器材对恒温晶振体积小型化的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种小型压控恒温晶体振荡电路，体积小、功耗低、控温精度高、集成度高。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

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；所述主振电路采用负阻振荡电路。

进一步，所述信号放大电路采用门电路放大信号。

进一步，所述输出电路采用T型滤波电路。

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。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型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±0.01℃，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50ppb/-30℃～+70℃；

2、由于采用了低噪声器件，相位噪声较低，相位噪声：-150dBc/Hz1kHz，体积小，指标高，频率为10MHz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20.4×12.8×10mm³（常用的晶体振荡器体积多为36×27×15mm³或25×25×12mm³）；

3、主振电路采用负阻振荡电路，主振IC是NC7SZU04，这是常用的74系列IC，容易控制生产成本，电路形式简单，适合制作小体积的恒温晶振；

4、不采用单独的分立元器件幅度放大电路和低通输出电路，而是用一种NC7SZU04型反相器作放大和整形，当需要方波输出时，直接以XC2163输出；当要求正弦波输出时，则在XC2163的输出端连接T型滤波电路，且该系列IC可实现分频，可大大提高该设计的兼容性；

5、采用2只ZXT3M322型小型功率管作为发热元件对晶体加热，加热均匀，在晶体中不存在温度梯度；ZXT3M322是MLP322封装，面积为：2×2mm²，适合制作小体积的恒温晶振。

本实用新型的其他优点、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，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型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。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的主振电路原理图；

图3为本实用新型的放大电路原理图；

图4为本实用新型的输出电路原理图；

图5为本实用新型温控电路原理框图；

图6为本实用新型的温控电路原理图；

图7为本实用新型的稳压电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1所示，本实用新型包括电源电路、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负阻型振荡电路，有利于恒温晶体振荡器的稳频，电路形式简单，可适用于小体积的恒温晶振。在主振电路产生高稳定度信号，产生的信号由图2的RF端经图3的电阻R11和电容C10传输出给U2即图3中的RF IN 端。变容二极管CR1是为压控端调节频率用，和它并联的电容C15是为细调恒温晶振频率准确度用，C6、C7、C8均可作为频率准确度的粗调用，电阻R8、R9是为调节主振电路的提供给晶体激励的大小。当晶体XTAL的频差为正时，通过增大C6、C7、C8的电容值来调整频率，当晶体XTL的频差为负时，则应减小C6、C7、C8电容值以调整频率。压控二极管CR1可用于压控电压端调控频率用。在印制电路板上晶体XTAL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，信号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C10能隔断主振电路的直流电位，高频信号输入到U2芯片的输入端，在U2芯片的输出端输出方波信号。U2芯片可选用多功能、高频、低功耗的CMOS专用芯片，型号是XC2163,SOT-26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，U2芯片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C12和C14是电容量较大的隔直流电容器，对交流视同短路；电感器L1、L2的量值，可使频率较低的基频通过，而高次谐波被阻断；电容C12、C14则对频率较低的基频衰减小，而对高次谐波衰大。在RF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R24～R27（含电容C23和热敏电阻RT1）构成测温电桥电路，用B值（热敏电阻的材料常数）较高的热敏电阻RT1作为其中的一个桥臂以增加其控温的灵敏度，热敏电阻RT1的位置尽量靠近晶体，用热敏电阻RT1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3.3V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RT1阻值很大（约100kΩ），测温电桥严重失去平衡，所以在第一放大电路的集成运放U4A的3端输入高电位，因此集成运放U4A的1端也输出高电位，经第二放大电路的集成运放U4B的推动，功率放大输出电路的2个功率管Q4、Q5就输出很大的加热电流（约400mA）。随着加热的继续，热敏电阻RT1值逐步降低，电桥逐步趋向平衡，也就是U4A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R24或R25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R24和R25以设定最大起始电流；电阻R38、R40是均衡限流电阻，以保证功率管Q4、Q5之间的电流均衡。

如图7所示，5.0是输入端，直接由电源供给，3.3V是输出电压，U3是稳压电源芯片LP5900，SDE06A封装，输出电压3.3V，额定功率可到1.4W，输出电流可达430mA，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C32起退藕滤波作用，可以滤除由电源带入的纹波和其它杂波，净化输入到U3的直流电压，使晶体振荡器电源稳定无杂波；电容C31是输出滤波电容。电源电路采用了低压差三端稳压器LP5900和电容滤波，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实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

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；所述主振电路采用负阻振荡电路。

2.根据权利要求1所述的一种压控恒温晶体振荡电路，其特征在于：所述信号放大电路采用门电路放大信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种压控恒温晶体振荡电路，其特征在于：所述输出电路采用T型滤波电路。

4.根据权利要求3所述的一种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。