[实用新型]高精密宽频率控制范围的恒温晶体振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种恒温晶体振荡器，特别是一种基于温度调节增大晶体频率调节范围的高精密宽频率控制范围的恒温晶体振荡器。

背景技术

晶体振荡器的稳定度、老化指标一直和其频率控制范围之间是相互冲突的。但是在作为标准器的许多应用场合则需要把它们之间的性能实现兼顾。例如，作为相位噪声测量的锁相源，不但需要保证作为参考的振荡器信号稳定的被锁定而且还要保证自身的高稳定特性以及好的相位噪声指标。

大量的实验数据反映了高精密恒温晶体振荡器(OCXO)的压控频率调节范围只能在10^-7量级，距离一些应用要求的10^-5到10^-6量级还有很大差距。但是泛音晶体的频率-温度变化则往往能够在接近于常温到晶体的零温度系数点之间的温度范围内达到10^-5量级的频率变化范围。泛音晶体的频率稳定性比基频的要好，SC切的晶体的稳定性比AT切的要好，所以在一些对频率稳定度和老化率要求比较高的场合，常常采用SC切的泛音晶体谐振器。泛音SC切晶体的可拉动性比较差，在一些要求宽的频率调节范围的领域(例如通信中的SDH)就受到限制，国内外常用的方法是利用π网络法，但是这样就会降低整个电路的Q值，对频率的稳定度影响较大。泛音晶体构成的高精密OCXO具有优良的稳定度、老化指标，但是它的压控频率调节范围很窄，常常难以满足同时对上述指标都有较高要求的情况。尤其当高精密OCXO作为精密的可程控的测量仪器的标准，针对相对宽的频率比对范围OCXO需要能够在频率上被调试、控制，并且保持好的稳定度、老化指标。这些是基频晶体无法实现的。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对更宽的频度调节采用对OCXO的控制温度进行调整的方法提供一种高精密宽频率控制范围的恒温晶体振荡器。不但保证了很好的频率稳定度，而且也把原来只能够10^-7量级的压控频率调节范围扩大到5×10^-6量级。

本实用新型采用的技术方案是：一种高精密宽频率控制范围的恒温晶体振荡器，包括单片机(1)、恒温晶体振荡器温度控制电路(2)和振荡电路(3)，恒温晶体振荡器温度控制电路(2)包括可调程控电阻(Rx)，单片机(1)的输出端与可调程控电阻(Rx)连接，振荡电路(3)包括晶体(BC1)，温度控制电路(2)为振荡电路(3)的晶体(BC1)提供恒温温度。

所述的温度控制电路(2)包括电阻(R1、R2)、热敏电阻(Rt)、可调程控电阻(Rx)、放大器、三极管(BG1、BG2)，电阻(R1、R2)、热敏电阻(Rt)、可调程控电阻(Rx)组成电桥，电桥输出端依次连接放大器、三极管(BG1、BG2)。

所述的振荡电路(3)中晶体(BC1)是AT切或者SC切晶体。

本实用新型提出的通过调节恒温晶体振荡器温度来扩展其可调频率范围的技术方案可以大大拓宽恒温晶体振荡器的频率范围，而且同时对频率稳定度和老化率影响极小。较传统的拓宽晶体振荡器调频范围的方案有很大优势。恒温晶体振荡器的频率会随温度变化，所以要稳定温度。而当需要频率调节时，稳定的温度控制又可以成为调节的工具。辅以线路配合，温度按照要求进行宽范围的调节和恒温控制更有利于作为受控频率源。在晶体振荡器的应用中不仅需要好的稳定度和老化，而且需要其在相对较宽的频率范围调节的时候我们可以考虑温度的因素。这在精密锁相环振荡器，中档原子频标的受控OCXO方面有很高的应用价值。在本实用新型原理基础上按实用要求进行了设计实现，通过对其控制手段的改进，温度调节的精密化，这种方法会发挥更显著的作用。

附图说明

图1为本实用新型电路原理框图。

图2为恒温晶体振荡器温度控制电路原理图。

图3为本实用新型单片机与可调程控电阻电路连接原理图。

图4为振荡电路原理图。

图5为恒温晶体振荡器的的频率控制原理框图。

图6为调温OCXO的频率锁定实验电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。