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基于门振荡器的恒温晶振设计分享

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-03-04 22:11【
引言
恒温振荡器是属于电子装备的核心部件,能广泛地在电子对抗、雷达、航天测控、通讯等系统中应用,当前,许多工程对具有小体积和良好一致性、高稳定性、低相位噪声的晶振提出了批量配套的要求。对此,本文研发出了一种小型超低相 噪恒温晶振,它是基于门振薄电路研制的,体积为36mm、27mm、13mm 标称频率为 10MHz,并设计分析了电 路,测试的结果说明,在小体积条件下是能够实现晶振超低相噪和高稳定度的研制目标的。
 
电路设计
1、振荡电路。整个产品的核心就是震荡电路,一般的晶体振荡器电路主要分为并联反馈型振荡电路和串联反馈型振荡电路。因为并联反馈型振荡电路可以减少分布参数和杂散电容对频率稳定度的影响,因此振荡电路一般都采用了并联反馈型电容三点式振荡电路。由于一般的传统振荡电路采用晶体管作放大器,偏置电路相对来说比较复杂,而且极间电容也易影响晶体管,在高频振荡的时候就会容易对振荡状态带来影响;除此之外环境的温度变化也同时会影响着晶体管技术参数,还会对振荡电路温度系数造成恶化。因此为了解决上述的这一系列问题,就采用了逻辑非门振荡电路。由于与非门和或非门的工作特性的不同,对它们的控制门所加的控制电平也不同。
 
2、控温电路。控温电路能维持关键器件和晶体谐振器恒温的作用,它关系到整个振荡器的稳定。为了消除和控制环境温度变化对晶体振荡器的输出顿率的影响,得到稳定的频率输出,采用带高精度反馈回路的直流连续放大式控温电路,又采用由高灵敏度电流检测器组成的电压反馈系统,对控温电路的灵敏度和控温精度的效果得到提高。在恒温结构设计过程中,通过将稳压电路、主振电路、变容二极管以及其它的温度敏感器件都放置在恒温槽附近,降低其与恒温区域的热梯度,进而提高其稳定性。 
 
3、稳压电路设计。噪声的主要来源之一是电源上的干扰,电源上的纹波或者噪声将恶化任何振荡器的相噪性能。为了能让稳压电路保持稳定,将使用低噪声线性稳压器,其噪声电压达到了 20mVRMS,有效减少了电源波纹及电源电压变化对器件性能造成的影响。
 
4、频率调节电路。通过改变串联在晶体一端的变容二极管上的电压,来使变容二极管的电容改变,进而改变负载电容,实现晶振频率的改变。为了避免压控频率调节输入端电压纹波对晶振噪声性能带来影响,设计了低通滤波回路在压控输入端。