一种高频恒温晶体振荡器的制造方法

文档序号:9068873阅读:338来源:国知局
一种高频恒温晶体振荡器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及晶体振荡器技术领域,尤其涉及一种高频恒温晶体振荡器。
【背景技术】
[0002] 目前,行业内的恒温晶体振荡器一般都是采用晶体管的并联型皮乐斯或者科尔皮 茨振荡电路,这种振荡电路在低频率时影响较小,适用范围较宽,可以满足大部分使用要 求。在对于当前使用环境的高要求及高性能的前提下,高频率恒温晶体振荡器就显得优为 重要高。且在当前大多数的高频恒温晶体振器采用的是倍频的方式来实现,这样实现高频 振荡器的性能指标相对差,可靠性低。当使用高泛音次石英振荡晶体的泛音达到五次、7次 时匹配这种振荡电路时振荡器性能指标因而严重下降,可靠稳定性非常不稳定,甚至已经 完全不能满足高频率振荡器的起振条件要求。给设计生产和使用造成了很大困难,而理论 上的高频性能指标要求也很难达到。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型主要是解决现有技术中所存在的技术问题,从而提供一种控制灵敏, 元件数目少,生产工艺简单,可靠性高的高频恒温晶体振荡器。
[0004] 本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:本实用新型提 供的高频恒温晶体振荡器,包括晶振电路,所述晶振电路包括芯片、振荡晶体、变容二极管、 第一至第四电感、第一至第八电容,第一至第五电阻,所述芯片的第二脚与第四电容的一 端、第六电容的一端相连接,其第五脚经第五电阻与电源相连接,其第六脚分别与所述第七 电容的一端、第八电容的一端、第三电阻的一端相连接,其第七脚经第四电阻接地,其第八 脚接地,其中,所述第四电容的另一端依次经变容二极管、第四电感与所述振荡晶体的一端 相连接,所述振荡晶体的另一端分别与所述第一、第二电容的一端相连接,所述第一电容的 另一端经第一电感接地,所述第二电容的另一端经第二电感接地,以及第三电容并联在所 述变容二极管的两端,所述第一电阻和第五电容相互并联,且连接在所述变容二极管的阳 极与地之间,所述第六电容的另一端接地;所述第七电容的另一端依次经第三电感、第二电 阻与振荡晶体的另一端相连接,第八电容的另一端接输入端,所述第三电阻的另一端接地。
[0005] 进一步地,所述晶振电路的等效电路包括第九至第十一电容,可变电容、振荡晶 体、放大器和第五电感,所述放大器的第一脚与所述第九电容的一端、振荡晶体的一端相连 接,所述第九电容的另一端接地,所述振荡晶体的另一端与所述可变电容的一端相连接;所 述放大器的第二脚与第十电容的一端相连接,所述第十电容的另一端与所述可变电容的另 一端、第十一电容的一端相连接,所述第十一电容的另一端接地,其中,所述第九电容或第 十一电容与所述第一、第二电容和第一、第二电感组成的谐波抑制网络相等效。
[0006] 进一步地,所述晶振电路的震荡频率为125MHz。
[0007] 本实用新型的有益效果在于:在主振电路中,通过性能优良的集成芯片将高次泛 音振荡晶体及其它辅助兀件连接,形成尚稳定可靠的尚频振荡电路,其具有控制灵敏,兀件 数目少,生产工艺简单,可靠性高等优点。
【附图说明】
[0008] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提 下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009] 图1是本实用新型的高频恒温晶体振荡器的晶振电路原理图;
[0010] 图2是本实用新型的高频恒温晶体振荡器的晶振电路的等效电路图;
[0011] 图3是本实用新型的高频恒温晶体振荡器的晶振电路的恒压源等效电路图;
[0012] 图4是本实用新型的高频恒温晶体振荡器的晶振电路的恒流源等效电路图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述,以使本实用新型的优点 和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确 的界定。
[0014] 参阅图1所示,本实用新型的高频恒温晶体振荡器,包括晶振电路,晶振电路的震 荡频率为125MHz,晶振电路包括芯片ICl (集成芯片,可购买)、振荡晶体XI、变容二极管 D1、第一至第四电感L1-L4、第一至第八电容C1-C8,第一至第五电阻R1-R5,芯片ICl的第 二脚与第四电容C4的一端、第六电容C6的一端相连接,其第五脚经第五电阻R5与电源相 连接,其第六脚分别与第七电容C7的一端、第八电容C8的一端、第三电阻R3的一端相连 接,其第七脚经第四电阻R4接地,其第八脚接地,其中,第四电容C4的另一端依次经变容二 极管D1、第四电感L4与振荡晶体Xl的一端相连接,振荡晶体Xl的另一端分别与第一、第二 电容(Cl、C2)的一端相连接,第一电容Cl的另一端经第一电感Ll接地,第二电容C2的另 一端经第二电感L2接地,以及第三电容C3并联在变容二极管Dl的两端,第一电阻Rl和第 五电容C5相互并联,且连接在变容二极管Dl的阳极与地之间,第六电容C6的另一端接地; 第七电容C7的另一端依次经第三电感L3、第二电阻R2与振荡晶体Xl的另一端相连接,第 八电容C8的另一端接输入端,第三电阻R3的另一端接地。
[0015] 本实用新型中,振荡晶体Xl等效为电感元件。当振荡信号的频率处于FjPFp之 间时,振荡晶体Xl才会呈感,电路才有进行谐振的条件。当振荡晶体Xl等效为电感元件时, 该电路是一个典型的电容三点式振荡电路,只要满足AF > 1的起振条件,电路就能起振并 最终达到平衡。并且,振荡晶体Xl本身所产生的的噪声和振荡晶体Xl参数的变化在反振 荡回路中产生一个相位偏移,此相位偏移在放大器输入端产生一相位误差A 0,利用谐振 回路的相频特性可知相位误差与相应的频率误差的联系为:
[0017] 式⑴中,Av为频率误差,Q为反馈回路品质因数。
[0018] 参阅图2-4所示,晶振电路的等效电路包括第九至第十一电容C9-C11,可变电容 C12、振荡晶体XI、放大器Ul和第五电感L5,放大器Ul的第一脚与第九电容C9的一端、振 荡晶体Xl的一端相连接,第九电容C9的另一端接地,振荡晶体Xl的另一端与可变电容C12 的一端相连接;放大器Ul的第二脚与第十电容ClO的一端相连接,第十电容ClO的另一端 与可变电容C12的另一端、第^^一电容Cll的一端相连接,第^^一电容Cll的另一端接地, 其中,第九电容C9或第^^一电容Cll与第一、第二电容(C1、C2)和第一、第二电感(L1、L2) 组成的谐波抑制网络相等效。本实用新型中,第五电感L5的阻抗应远大于谐振器阻抗,可 有效防止因交流负反馈而引起的负载效应。
[0019] 参阅图三所示,交流等效电路中:
[0020] A=|A|eJ<t
[0021] 巾=-360。tPKf
[0023] 其中,gm为振荡电路的跨导,小为跨导的相角,tPK为反馈延时间。并且由于跨导 的相角必然引起频率的偏移,按式(1)贝IJ :
[0025] 即:当使用在125MHz高频率时,由于跨导的相角,振荡器的频率将低于谐振器标 称频率,将第十电容C10、可变电容C12作为跨导相角补偿和因跨导相角引起的频率偏移补 偿。
[0026] 综上,本实用新型由于跨导相角而导致振荡晶体的频率有所偏移,其可以通过相 角的补偿而作其频率稳定。由于放大器的具有非常的稳定性,其使用本案中的振荡电路引 起的频率飘移很小,且参数可以作得精确而又稳定,所以采用这种设计振荡频率可以十分 准确和稳定。
[0027] 以上,仅为本实用新型的【具体实施方式】,但本实用新型的保护范围并不局限于此, 任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此, 本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种高频恒温晶体振荡器,包括晶振电路,其特征在于:所述晶振电路包括芯 片(ICl)、振荡晶体(Xl)、变容二极管(Dl)、第一至第四电感(L1-L4)、第一至第八电容 (C1-C8),第一至第五电阻(R1-R5),所述芯片(ICl)的第二脚与第四电容(C4)的一端、第 六电容(C6)的一端相连接,其第五脚经第五电阻(R5)与电源相连接,其第六脚分别与所 述第七电容(C7)的一端、第八电容(C8)的一端、第三电阻(R3)的一端相连接,其第七脚 经第四电阻(R4)接地,其第八脚接地,其中,所述第四电容(C4)的另一端依次经变容二极 管(Dl)、第四电感(L4)与所述振荡晶体(Xl)的一端相连接,所述振荡晶体(Xl)的另一端 分别与所述第一、第二电容(C1、C2)的一端相连接,所述第一电容(Cl)的另一端经第一电 感(LI)接地,所述第二电容(C2)的另一端经第二电感(L2)接地,以及第三电容(C3)并联 在所述变容二极管(Dl)的两端,所述第一电阻(Rl)和第五电容(C5)相互并联,且连接在 所述变容二极管(Dl)的阳极与地之间,所述第六电容(C6)的另一端接地;所述第七电容 (C7)的另一端依次经第三电感(L3)、第二电阻(R2)与振荡晶体(Xl)的另一端相连接,第 八电容(C8)的另一端接输入端,所述第三电阻(R3)的另一端接地。2. 如权利要求1所述的高频恒温晶体振荡器,其特征在于:所述晶振电路的等效电路 包括第九至第十一电容(C9-C11),可变电容(C12)、振荡晶体(XI)、放大器(Ul)和第五电 感(L5),所述放大器(Ul)的第一脚与所述第九电容(C9)的一端、振荡晶体(Xl)的一端 相连接,所述第九电容(C9)的另一端接地,所述振荡晶体(Xl)的另一端与所述可变电容 (C12)的一端相连接;所述放大器(Ul)的第二脚与第十电容(ClO)的一端相连接,所述第 十电容(ClO)的另一端与所述可变电容(C12)的另一端、第^^一电容(Cll)的一端相连接, 所述第十一电容(Cll)的另一端接地,其中,所述第九电容(C9)或第十一电容(Cll)与所 述第一、第二电容(C1、C2)和第一、第二电感(L1、L2)组成的谐波抑制网络相等效。3. 如权利要求1所述的高频恒温晶体振荡器,其特征在于:所述晶振电路的震荡频率 为 125MHz。
【专利摘要】本实用新型涉及晶体振荡器技术领域,公开了一种高频恒温晶体振荡器,其主要用于解决现有技术中,采用晶体管的并联型皮乐斯或者科尔皮茨振荡电路对于高频率振荡器中使用五次或更高泛音次的石英振荡晶体在设计生产和使用中带来的局限和缺点问题。本实用新型的高频恒温晶体振荡器包括晶振电路,所述晶振电路包括芯片、振荡晶体、变容二极管、第一至第四电感、第一至第八电容,第一至第五电阻。本实用新型在主振电路中,通过性能优良的集成芯片将高次泛音振荡晶体及其它辅助元件连接,形成高稳定可靠的高频振荡电路,其具有控制灵敏、元件数目少、生产工艺简单、可靠性高等优点。
【IPC分类】H03B5/04
【公开号】CN204721314
【申请号】CN201520406931
【发明人】蒙政先, 蔡楚才
【申请人】武汉博畅通信设备有限责任公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月13日
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