专利名称：电压控制晶体振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及晶体振荡器领域，更具体地涉及一种电压控制晶体振荡器。
背景技术：
相位噪声是指在系统内各种噪声作用下引起的输出信号相位的随机起伏，是衡量 频率标准源压控晶振信号稳定质量的重要指标。随着通信系统中的时钟速度迈入GHz级， 相位噪声在模拟设计中十分关键，在数字芯片和电路板的性能中占据关键重要的位置。在 高速系统中，时钟或振荡器波形的时序误差会限制一个数字I/O接口的最大速率，增大通 信链路的误码率，甚至限制A/D转换器的动态范围。相位噪声影响着调频、调相系统的最终 信噪比，恶化某些调幅检波器的性能，影响频分多址接收系统的最大噪声功率等，在很多高 级电子系统和设备中，要求有一个低相位噪声的频率源。在现代通讯系统中，由于其状态呈 现多样化，频道又很密集，并且在一定工作时段中不断地实时变换，如果本振信号的相噪较 差，会增加通信中的误码率，影响载频跟踪精度，所以对相噪的要求也愈来愈高。石英晶体振荡器的应用已有几十年的历史，因其具有频率稳定度高这一特点，故 在电子技术领域中一直占有重要的地位。尤其是信息技术产业的高速发展，更使这种晶体 振荡器焕发出勃勃生机。石英晶体振荡器在远程通信、卫星通信、移动电话系统、全球定位 系统、导航、遥控、航空航天、高速计算机、精密计测仪器及消费类民用电子产品中，作为标 准频率源或脉冲信号源，提供频率基准，是目前其它类型的振荡器所不能替代的。石英晶体 振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器、电压控制晶体振荡器、恒温晶体 振荡器和数字化/ μ Ρ补偿式晶体振荡器等几种类型。其中，电压控制晶体振荡器具有较为 稳定的工作频率，以及较高精确度，并且它在老化率、温度稳定性、长期稳定度和短期稳定 度等方面的性能都非常好，因此常作为精密时频信号源被广泛应用在各个领域中。电压控 制晶体振荡器作为时钟设备的核心部件，关注现代电子系统中的相位噪声影响，更需要考 虑如何减小相位噪声。传统的电压控制晶体整荡器包括电压控制器、晶体振荡元件、单片机 以及温度传感器，温度传感器采集温度信息并输入单片机，单片机将该温度信息处理后输 入晶体振荡元件的压控端，同时，电压控制器的输出端连接在晶体振荡器的压控端。其并没 有包括滤波电路，晶体振荡器输出工作频率相位噪声相对较大，相噪曲线上有较多杂刺。因此，亟待一种带有滤波电路的电压控制晶体振荡器，来提高电压控制晶体振荡 器输出信号的质量，并克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有滤波电路的电压控制晶体振荡器，所述电压控制 晶体振荡器能够提高相噪比，并且提高电压控制晶体振荡器输出信号的质量，同时降低了 其生产成本。为了达到上述目的，本发明提供了一种电压控制晶体振荡器，所述电压控制晶体 振荡器包括晶体振荡器、滤波电路以及控制电压产生电路，所述滤波电路包括电阻及电容，所述控制电压产生电路电连接所述电阻的一端，所述电阻的另一端电连接所述电容的一端 以及所述晶体振荡器，所述电容的另一端接地设置。较佳地，所述电压控制晶体振荡器还包括温度补偿电路，所述温度补偿电路电连 接所述滤波电路的所述电阻，加法器电连接于所述滤波电路与所述晶体振荡器之间。较佳地，所述电压控制晶体振荡器还包括温度传感器、温度处理器以及加法器，所 述温度传感器电连接所述温度处理器的输入端，所述温度处理器的输出端电连接所述滤波 电路的所述电阻，加法器电连接于所述滤波电路与所述晶体振荡器之间。所述温度传感器 检测所述电压控制晶体振荡器的外部环境温度，并将所述温度信号传输至所述温度处理 器，温度处理器将处理完毕的温度反馈信号输入到晶体振荡器中。较佳地，所述电压控制晶体振荡器中的所述温度处理器是单片机，单片机的数 字-模拟转换端与滤波电路电连接。较佳地，所述电压控制晶体振荡器中的所述滤波电路中的所述电阻值为10千欧 姆-200千欧姆，所述滤波电路中的电容值为0. 01微法-0. 1微法。较佳地，在所述电压控制晶体振荡器中，所述滤波电路的所述电阻值是100千欧 姆，所述滤波电路中的所述电容值是0. 1微法。较佳地，所述电压控制晶体振荡器还包括分频器，所述分频器电连接所述晶体振 荡器的输出端。与现有技术相比，由于增加了滤波电路，本发明电压控制晶体振荡器滤除了其输 出的相噪曲线上的杂刺，使得相噪曲线更加平滑，增加了相噪比，提高了电压控制晶体振荡 器输出信号的质量。传统的电压控制晶体振荡器即使有滤波电路，其滤波电路是采用三极 管或者经过选频网络来实现，其组成电路复杂，不符合现在电子产品小型化的趋势要求。本 发明电压控制晶体振荡器中的滤波电路仅仅由电阻和电容组成实现，在达到同样的滤波效 果之外，降低了电压控制晶体振荡器的生产成本。通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明 的实施例。
图1是本发明电压控制晶体振荡器第一实施例的元器件连接示意图。图2是本发明电压控制晶体振荡器第二实施例的元器件连接示意图。图3是本发明电压控制晶体振荡器第三实施例的元器件连接示意图。
具体实施例方式现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。本 发明提供了一种带有滤波电路的电压控制晶体振荡器，所述电压控制晶体振荡器能够提高 相噪比，并且提高电压控制晶体振荡器输出信号的质量，同时降低了其生产成本。图1所示为本发明电压控制晶体振荡器第一实施例的元器件连接示意图。参考图 1，电压控制晶体振荡器10包括晶体振荡器11、滤波电路12以及控制电压产生电路13。所 述滤波电路12包括电阻121以及电容122，所述电阻121与所述电容122串联设置。所述 控制电压产生电路13由客户端电子产品发出，客户端电子产品发出的电压信号用于控制晶体振荡器输出的工作频率；具体地，控制电压产生电路13所发出的电压信号与晶体振荡 器输出的工作频率成正比，且两者大致上成线性关系。控制电压产生电路13的电压信号输 出端电连接所述电阻121的一端，所述电阻121的另一端电连接所述电容122的一端以及 所述晶体振荡器11的电压控制输入端，所述电容122的另一端与客户端电子产品的接地引 脚电连接设置。在本实施例中，电阻121的电阻值是100千欧姆，电容122的电容值是0. 1 微法。在该电阻值与电容值下，晶体振荡器11输出的频率信号最佳。在其它实施例中，所 述电阻121可取10千欧姆-200千欧姆之间的电阻值，所述电容122可取在0. 01微法-0. 1 微法之间的电容值。在本实施例中，由于增加了滤波电路12，电压控制晶体振荡器10滤除 了其输出的相噪曲线上的杂刺，使得相噪曲线更加平滑，增加了相噪比，提高了电压控制晶 体振荡器输出信号的质量。该滤波电路12仅采用电阻121以及电容122串联组成，避免了 传统电压控制晶体振荡器中的滤波电路采用三极管或者选频网络来组成复杂滤波电路的 情况，符合现代电子产品小型化的趋势要求；在达到同样的滤波效果之外，降低了电压控制 晶体振荡器的生产成本。图2是本发明电压控制晶体振荡器第二实施例的元器件连接示意图。参考图2， 电压控制晶体振荡器20包括晶体振荡器21、滤波电路22、控制电压产生电路23、温度传感 器对、温度处理器以及加法器26。在本实施例中，温度补偿电路包括温度传感器M和温度 处理器，并且，温度处理器是单片机25，在其它实施例中，温度处理器可以为其它微处理器。 结合图1-2，滤波电路22与第一实施例中的滤波电路12的电路组成及其连接方式相同，即 滤波电路22由电阻221及222串联而成。同样地，在本实施例中，电阻121的电阻值是100 千欧姆，电容122的电容值是0. 1微法。在该电阻值与电容值下，晶体振荡器11输出的频 率信号最佳。在其它实施例中，所述电阻121可取10千欧姆-200千欧姆之间的电阻值，所 述电容122可取在0. 01微法-0. 1微法之间的电容值。参考图2，温度传感器M电连接所述单片机25的输入端，所述单片机25的数 字-模拟转换端电连接所述滤波电路22中的电阻221，加法器沈电连接在所述滤波电路 22与所述晶体振荡器21之间。具体地，所述温度传感器M检测所述电压控制晶体振荡器 20的外部环境温度，并将所述温度信号传输至所述单片机25，单片机25将该温度信号处理 成相对应的数字反馈信号，该数字反馈信号为温度补偿信号，用于控制晶体振荡器21输出 的频率不受外部温度环境的影响。单片机25将该数字反馈信号传输至滤波电路22中的电 阻221 ；同时，与第一实施例相同，控制电压产生电路23的电压信号输出端电连接滤波电路 22中电阻221。单片机25的数字反馈信号以及控制电压产生电路23的电压信号一起输入 到滤波电路22中电阻221，上述数字反馈信号以及电压信号经过滤波电路22后，继而一起 输入到加法器沈中，经过加法器沈的信号混合处理后，输入至晶体振荡器21的电压控制 输入端。晶体振荡器11将经过滤波电路22滤波后的以及经过加法器沈处理后的电压控 制信号以及数字反馈信号输入至晶体振荡器21中，晶体振荡器21相应地输出工作频率。较佳地，参考图3，本发明电压控制晶体振荡器的第三个实施例中，其还包括分频 器27，分频器27连接在晶体振荡器21的输出端，对晶体振荡器21的输出频率进行分频。以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施 例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
权利要求
1.一种电压控制晶体振荡器，其特征在于，包括晶体振荡器、滤波电路以及控制电压产 生电路，所述滤波电路包括电阻及电容，所述控制电压产生电路的电连接所述电阻的一端， 所述电阻的另一端电连接所述电容的一端以及所述晶体振荡器，所述电容的另一端接地设置。
2.如权利要求1所述的电压控制晶体振荡器，其特征在于，还包括温度补偿电路，所述 温度补偿电路电连接所述滤波电路的所述电阻，加法器电连接于所述滤波电路与所述晶体 振荡器之间。
3.如权利要求2所述的电压控制晶体振荡器，其特征在于，还包括温度传感器、温度处 理器以及加法器，所述温度传感器电连接所述温度处理器的输入端，所述温度处理器的输 出端电连接所述滤波电路的所述电阻，加法器电连接于所述滤波电路与所述晶体振荡器之 间。
4.如权利要求3所述的电压控制晶体振荡器，其特征在于，所述温度处理器是单片机。
5.如权利要求1所述的电压控制晶体振荡器，其特征在于，所述滤波电路中的所述电 阻值为10千欧姆-200千欧姆，所述滤波电路中的电容值为0. 01微法-0. 1微法。
6.如权利要求5所述的电压控制晶体振荡器，其特征在于，所述滤波电路中的所述电 阻值是100千欧姆，所述滤波电路中的所述电容值是0. 1微法。
7.如权利要求1所述的电压控制晶体振荡器，其特征在于，还包括分频器，所述分频器 电连接所述晶体振荡器的输出端。
全文摘要
本发明公开了提供一种带有滤波电路的电压控制晶体振荡器，所述电压控制晶体振荡器包括晶体振荡器、滤波电路以及控制电压产生电路，所述滤波电路包括电阻及电容，所述控制电压产生电路电连接所述电阻的一端，所述电阻的另一端电连接所述电容的一端以及所述晶体振荡器，所述电容的另一端接地设置。所述电压控制晶体振荡器能够提高相噪比，并且提高电压控制晶体振荡器输出信号的质量，同时降低了其生产成本。
文档编号H03B5/04GK102082549SQ20101059990
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者刘朝胜 申请人:广东大普通信技术有限公司