CN209472599U - 宽温高频温补晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种宽温高频温补晶体振荡器，包括基座、支撑于基座上方的振荡板组件和外壳，其振荡板组件的补偿电路通过四个热敏电阻和固定电阻组成的复杂双Γ网络进行温度补偿，输出三次函数电压曲线作用于振荡电路，使晶体谐振器的振荡频率随之改变，从而得到修正，则使高频晶体振荡器在宽温度范围内具有较高的稳定特性。其解决了现有温度补偿晶体振荡器在宽温范围内温补稳定性差的问题，具有功耗小、工作温度范围宽，补偿精度高，稳定性高的优点。

Description

宽温高频温补晶体振荡器

技术领域

本实用新型涉及压电石英晶体领域，特别是一种宽温高频温补晶体振荡器，适用的环境温度范围为-40℃～85℃。

背景技术

晶体振荡器由于其具有较高的频率稳定性，已成为电子通信行业必备的部件。而温度补偿晶体振荡器是目前行业内最为常用的振荡器之一，是一种通过改变变容二极管结电容（即晶体振荡器负载电容）的大小来进行补偿晶体随温度变化的频率以提高其稳定性的晶体振荡器。

现有的温度补偿晶体振荡器一般由稳压电路、振荡电路、补偿电路、缓冲放大电路和滤波电路组成，补偿电路通常采用模拟补偿方式，即在振荡电路的前端加一热敏电阻补偿网络，在温度发生变化后，热敏电阻补偿网络通过改变振荡电路中晶体谐振器的负载电容，改变修正晶体谐振器的振荡频率。但现有的热敏电阻补偿网络最多采用三个热敏电阻，只能输出二次函数变压曲线，产品在-40℃到85℃的温度范围内频率稳定度只能达到1ppm～2.5ppm，已经不能达到客户对于宽温范围内的温补稳定性要求，仍需改进。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种解决现有温度补偿晶体振荡器在宽温范围内温补稳定性差的问题的宽温高频温补晶体振荡器，具有功耗小、工作温度范围宽，补偿精度高，稳定性高的优点。

本实用新型的技术方案是：

一种宽温高频温补晶体振荡器，包括基座、支撑于基座上方的振荡板组件、外壳，所述振荡板组件由印制板、设于印制板上的稳压电路、振荡电路、补偿电路、缓冲放大电路和滤波电路组成，其技术要点是：所述补偿电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、热敏电阻RT17、热敏电阻RT18、热敏电阻RT19、热敏电阻RT20和电容C2构成，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5依次串联，电阻R1另一端与稳压电路的信号输出端连接，电阻R5另一端接地，所述热敏电阻RT17与电阻R2关联，所述热敏电阻RT18与电阻R3并联，所述热敏电阻RT19与电阻R5并联，所述电阻R6一端与电阻R3、电阻R4和热敏电阻RT18的公共端连接，电阻R6另一端与热敏电阻RT20串联，热敏电阻RT20另一端接地，所述电容C2与热敏电阻RT20关联，所述电阻R6、热敏电阻RT20和电容C2的公共端为补偿电路的信号输出端，与振荡电路的信号输入端连接。

上述的宽温高频温补晶体振荡器，所述稳压电路由低压差稳压器IC1及外围电路组成。

上述的宽温高频温补晶体振荡器，所述振荡电路由晶体三极管T1、晶体谐振器JT、变容二极管D1及外围电路组成，所述晶体谐振器JT一端依次串联电容C5、变容二极管D1和压控电路后接地，变容二极管D1和电容C5的公共端串联电阻R7后与补偿电路的信号输出端连接，晶体谐振器JT另一端与晶体三极管T1的基极连接，所述变容二极管D1的正、负极两端另并联有电容C6和电感L2的串联支路和电容C4，所述晶体三极管T1的集电极串联电阻R13后与稳压电路的信号输出端相连，电阻R13的两端并联有电感L3和电容C16，电阻R13、电感L3、电容C16和晶体三极管T1的公共端串联电容C18,所述电容C18的另一端为振荡电路的信号输出端，与缓冲放大电路的信号输入端相连，所述晶体三极管T1的发射极依次串联电阻R17、电感L4和电阻R18后接地，所述电感L4两端并联电容C14，电阻R18两端并联电容C15，电阻R17、电感L4、电容C14的公共端与晶体三极管T1的基极之间并联有电容C12和电容C13，所述电阻R13与稳压电路信号输出端的公共端另串联电阻R15，电阻R15另一端串联电阻R16后与晶体三极管T1的基极连接，所述电阻R15和电阻R16的公共端串联电阻R14后接地，电阻R14的两端另并联有电容C11。

上述的宽温高频温补晶体振荡器，所述缓冲放大电路由放大器IC2及外围电路组成，所述放大器IC2的引脚2为信号输入端，与振荡电路的信号输出端连接，所述放大器IC2的引脚4串联电容C23, 电容C23另一端为缓冲放大电路的信号输出端，所述放大器IC2的引脚4和引脚2之间连接有电阻R20，放大器IC2的引脚5串联电阻R19后与稳压电路的信号输出端连接，电阻R19与放大器IC2的引脚5的公共端串联电容C19后接地，所述放大器IC2的引脚3接地。

上述的宽温高频温补晶体振荡器，所述滤波电路由电感L5、电感L6、电容C24、电容C25和电容C26组成，所述电感L5一端与电容C23连接，另一端与电感L6串联，电感L6另一端为滤波电路的信号输出端，并与电容C26连接，电容C26另一端接地，所述电容C23和电感L5的公共端串联电容C24，电容C24另一端接地，电感L5和电感L6的公共端串联电容C25，电容C25另一端接地。

上述的宽温高频温补晶体振荡器，所述基座和外壳的封装边缘轮廓为矩形，矩形轮廓的三个顶点设为圆角过渡，另一个为直角，作为振荡器安装参考标记。

本实用新型的有益效果是：

通过四个热敏电阻和固定电阻组成的复杂双Γ网络进行温度补偿，输出三次函数电压曲线作用于振荡电路，具体是作用于变容二极管D1，在温度发生变化时，使变容二极管D1的结电容随之变化，由于变容二极管D1是晶体谐振器负载电容中的主要部分，则使晶体谐振器的振荡频率随之改变，从而得到修正，使高频晶体振荡器在宽温度范围内具有较高的稳定特性。本装置功耗小，工作温度范围宽，补偿精度高，工艺简单。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中本装置去掉外壳的俯视图；

图3是本实用新型振荡板组件的电路原理图；

图中：1.外壳、2.振荡板组件、3.基座、4.引线、5.安装参考标记。

具体实施方式

下面结合附图对本装置的结构作具体说明。

如图1-图3所示，该宽温高频温补晶体振荡器，包括基座3、支撑于基座3上方的振荡板组件2、外壳1。所述振荡板组件2由印制板、设于印制板上的稳压电路、振荡电路、补偿电路、缓冲放大电路和滤波电路组成。

其中，所述补偿电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、热敏电阻RT17、热敏电阻RT18、热敏电阻RT19、热敏电阻RT20和电容C2构成，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5依次串联，电阻R1另一端与稳压电路的信号输出端连接，电阻R5另一端接地，所述热敏电阻RT17与电阻R2关联，所述热敏电阻RT18与电阻R3并联，所述热敏电阻RT19与电阻R5并联，所述电阻R6一端与电阻R3、电阻R4和热敏电阻RT18的公共端连接，电阻R6另一端与热敏电阻RT20串联，热敏电阻RT20另一端接地，所述电容C2与热敏电阻RT20关联，所述电阻R6、热敏电阻RT20和电容C2的公共端为补偿电路的信号输出端，与振荡电路的信号输入端连接。

所述稳压电路由低压差稳压器IC1及外围电路组成。所述振荡电路由晶体三极管T1、晶体谐振器JT、变容二极管D1及外围电路组成，所述晶体谐振器JT一端依次串联电容C5、变容二极管D1和压控电路后接地，变容二极管D1和电容C5的公共端串联电阻R7后与补偿电路的信号输出端连接，晶体谐振器JT另一端与晶体三极管T1的基极连接，所述变容二极管D1的正、负极两端另并联有电容C6和电感L2的串联支路和电容C4，所述晶体三极管T1的集电极串联电阻R13后与稳压电路的信号输出端相连，电阻R13的两端并联有电感L3和电容C16，电阻R13、电感L3、电容C16和晶体三极管T1的公共端串联电容C18,所述电容C18的另一端为振荡电路的信号输出端，与缓冲放大电路的信号输入端相连，所述晶体三极管T1的发射极依次串联电阻R17、电感L4和电阻R18后接地，所述电感L4两端并联电容C14，电阻R18两端并联电容C15，电阻R17、电感L4、电容C14的公共端与晶体三极管T1的基极之间并联有电容C12和电容C13，所述电阻R13与稳压电路信号输出端的公共端另串联电阻R15，电阻R15另一端串联电阻R16后与晶体三极管T1的基极连接，所述电阻R15和电阻R16的公共端串联电阻R14后接地，电阻R14的两端另并联有电容C11。

所述缓冲放大电路由放大器IC2及外围电路组成，所述放大器IC2的引脚2为信号输入端，与振荡电路的信号输出端连接，所述放大器IC2的引脚4串联电容C23, 电容C23另一端为缓冲放大电路的信号输出端，所述放大器IC2的引脚4和引脚2之间连接有电阻R20，放大器IC2的引脚5串联电阻R19后与稳压电路的信号输出端连接，电阻R19与放大器IC2的引脚5的公共端串联电容C19后接地，所述放大器IC2的引脚3接地。

所述滤波电路由电感L5、电感L6、电容C24、电容C25和电容C26组成，所述电感L5一端与电容C23连接，另一端与电感L6串联，电感L6另一端为滤波电路的信号输出端，并与电容C26连接，电容C26另一端接地，所述电容C23和电感L5的公共端串联电容C24，电容C24另一端接地，电感L5和电感L6的公共端串联电容C25，电容C25另一端接地。

所述基座3和外壳1的封装边缘轮廓为矩形，矩形轮廓的三个顶点设为圆角过渡，另一个为直角，作为振荡器安装参考标记5。

组装时，先将各分立的电气元件以回流焊的方式焊接在印制板上，振荡板组件2再与管基引线4焊接，最后采用电阻焊的方式进行外壳1封装。

工作原理：外部的直流电压经稳压电路稳压后，输出稳定的直流电压，并供给补偿电路、振荡电路和缓冲放大电路；振荡电路与晶体谐振器产生小幅值的正弦波信号，经缓冲放大电路缓冲放大后，滤波输出稳定的正弦波信号；将在不同环境温度下所采得的电压数据，经软件计算得出补偿网络中固定电阻和热敏电阻的阻值，按此值匹配好电阻后装配到补偿电路中，所得到的补偿电路会使晶振输出频率在宽温范围内变化很小，即实现了宽温高精度补偿。

Claims (6)

1.一种宽温高频温补晶体振荡器，包括基座、支撑于基座上方的振荡板组件、外壳，所述振荡板组件由印制板、设于印制板上的稳压电路、振荡电路、补偿电路、缓冲放大电路和滤波电路组成，其技术要点是：所述补偿电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、热敏电阻RT17、热敏电阻RT18、热敏电阻RT19、热敏电阻RT20和电容C2构成，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5依次串联，电阻R1另一端与稳压电路的信号输出端连接，电阻R5另一端接地，所述热敏电阻RT17与电阻R2关联，所述热敏电阻RT18与电阻R3并联，所述热敏电阻RT19与电阻R5并联，所述电阻R6一端与电阻R3、电阻R4和热敏电阻RT18的公共端连接，电阻R6另一端与热敏电阻RT20串联，热敏电阻RT20另一端接地，所述电容C2与热敏电阻RT20关联，所述电阻R6、热敏电阻RT20和电容C2的公共端为补偿电路的信号输出端，与振荡电路的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的宽温高频温补晶体振荡器，其特征在于：所述稳压电路由低压差稳压器IC1及外围电路组成。

3.根据权利要求1所述的宽温高频温补晶体振荡器，其特征在于：所述振荡电路由晶体三极管T1、晶体谐振器JT、变容二极管D1及外围电路组成，所述晶体谐振器JT一端依次串联电容C5、变容二极管D1和压控电路后接地，变容二极管D1和电容C5的公共端串联电阻R7后与补偿电路的信号输出端连接，晶体谐振器JT另一端与晶体三极管T1的基极连接，所述变容二极管D1的正、负极两端另并联有电容C6和电感L2的串联支路和电容C4，所述晶体三极管T1的集电极串联电阻R13后与稳压电路的信号输出端相连，电阻R13的两端并联有电感L3和电容C16，电阻R13、电感L3、电容C16和晶体三极管T1的公共端串联电容C18,所述电容C18的另一端为振荡电路的信号输出端，与缓冲放大电路的信号输入端相连，所述晶体三极管T1的发射极依次串联电阻R17、电感L4和电阻R18后接地，所述电感L4两端并联电容C14，电阻R18两端并联电容C15，电阻R17、电感L4、电容C14的公共端与晶体三极管T1的基极之间并联有电容C12和电容C13，所述电阻R13与稳压电路信号输出端的公共端另串联电阻R15，电阻R15另一端串联电阻R16后与晶体三极管T1的基极连接，所述电阻R15和电阻R16的公共端串联电阻R14后接地，电阻R14的两端另并联有电容C11。

4.根据权利要求1所述的宽温高频温补晶体振荡器，其特征在于：所述缓冲放大电路由放大器IC2及外围电路组成，所述放大器IC2的引脚2为信号输入端，与振荡电路的信号输出端连接，所述放大器IC2的引脚4串联电容C23, 电容C23另一端为缓冲放大电路的信号输出端，所述放大器IC2的引脚4和引脚2之间连接有电阻R20，放大器IC2的引脚5串联电阻R19后与稳压电路的信号输出端连接，电阻R19与放大器IC2的引脚5的公共端串联电容C19后接地，所述放大器IC2的引脚3接地。

5.根据权利要求4所述的宽温高频温补晶体振荡器，其特征在于：所述滤波电路由电感L5、电感L6、电容C24、电容C25和电容C26组成，所述电感L5一端与电容C23连接，另一端与电感L6串联，电感L6另一端为滤波电路的信号输出端，并与电容C26连接，电容C26另一端接地，所述电容C23和电感L5的公共端串联电容C24，电容C24另一端接地，电感L5和电感L6的公共端串联电容C25，电容C25另一端接地。

6.根据权利要求1所述的宽温高频温补晶体振荡器，其特征在于：所述基座和外壳的封装边缘轮廓为矩形，矩形轮廓的三个顶点设为圆角过渡，另一个为直角，作为振荡器安装参考标记。