CN201409125Y - 恒温锁相晶振器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种恒温锁相晶振器，包括恒温控制电路、标频振荡电路、PLL锁相电路、压控振荡输出电路、电源控制电路；所述恒温控制电路依次连接标频振荡电路、PLL锁相电路、压控振荡输出电路，所述电源控制电路为各电路提供稳定的电压；所述恒温锁相晶振器通过采用低相位噪声的PLL锁相电路、恒温控制电路、标频振荡电路等新的电路结构设计，能在高频率波段保持长时间的工作稳定度，并具有低相位噪声，制作成本低的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子通信领域，尤其涉及一种在高频率下工作稳定的恒温晶振器。
背景技术
目前恒温晶振器的设计不足之处是在高频率波段(80M以上)长时间工作稳定度差，不能达到用户要求。现在国内最好的高频恒温晶振，指标为日老化：0.01ppm，年老化：0.1ppm。相位噪声100K处-140dBC/Hz，温度特性在5E-08，无法实现在高频率波段保持产品工作高稳定性，而且产品体积大，制造成本高。
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型实施例提供了一种恒温锁相晶振器，采用新的电路结构设计，能在高频率波段保持长时间的工作稳定度，并具有低相位噪声。
本实用新型实施例提供了一种恒温锁相晶振器，其包括恒温控制电路、标频振荡电路、PLL锁相电路、压控振荡输出电路、电源控制电路；所述恒温控制电路依次连接标频振荡电路、PLL锁相电路、压控振荡输出电路，所述电源控制电路为各电路提供稳定的电压；所述恒温锁相晶振器通过低相位噪声的所述PLL锁相电路控制达到在高频环境下工作稳定。
进一步，所述标频振荡电路包括一个高稳定晶体谐振器X1、改进的柯尔匹兹振荡电路；所述改进的柯尔匹兹振荡电路中：电感L4和电容C14串联构成B模抑制网络，产生抑制泛音晶体的B模频率；电感L5和电容C17并联构成谐波抑制网络，产生抑制泛音晶体谐波频率；并联的电感L2、电容C13、电容C12构成选频输出网络；电阻R11、电容C3、电阻R12、电容C11构成滤波电路。所述标频振荡电路为PLL锁相电路提供有效稳定的标准振荡频率信号。
进一步，所述恒温控制电路包括在电路基板上连接的运算比较放大电路、加热功率管、热敏电阻和晶体。所述恒温控制电路为标频振荡电路产生标准振荡频率信号提供稳定的温度环境，使标准振荡频率信号更加稳定。
进一步，所述PLL锁相电路包括12F629型号芯片和LMX2306型号芯片连接组成，所述恒温锁相晶振的标准振荡频率信号由LMX2306型号芯片第8引脚输入，压控频率信号由LMX2306型号芯片第6引脚输入；所述标准振荡频率信号和压控频率信号在LMX2306型号芯片内进行混频分析。读取单片机预存信息，从LMX2306型号芯片第2脚输出跟踪控制电压给所述压控振荡输出电路的压控变容二级管，调节131.04MHz的频率达到两频跟踪锁定的效果。压控电压进行滤波处理使产品相位噪声提高5dBc/Hz。
再进一步，所述压控振荡输出电路包括依次连接的压控主振电路、两级共射级选频放大电路、T型滤波电路、压控调节电路和阻抗匹配输出电路。使产品有更好的阻抗匹配能力和负载能力。
更进一步，所述标频振荡电路的改进的柯尔匹兹振荡电路中还包括：调频网络，通过可变电阻RV1电位调节二极管D2的电压改变电容量实现调频；温度补偿网络，通过一个B值较好的贴片热敏电阻放置在恒温槽外，根据外部温度的变化而改变二极管D1的容量，补偿因外环境温度对恒温锁相晶振产生的影响。可有效地补救温度特性较差的产品。
实施本实用新型实施例，通过采用新的恒温控制电路、标频振荡电路、PLL锁相电路等结构设计，能够让恒温锁相晶振器在高频率波段长时间保持工作稳定，并具有低相位噪声，可实现的指标为日老化：＜0.001ppm，年老化：＜0.03ppm。并相位噪声在100K处-150dBc/Hz，温度特性批量可达到＜1E-08。并能实现产品体积最小化，产品的长、宽、高可达到36*27*16毫米。恒温锁相晶振产品成本也可通过备料来控制，可选用一个通用的高指标的振荡晶体备料，制作不同频点产品时只须更换低指标的压控晶体，大大减少了生产成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的恒温锁相晶振器结构示意方框图；
图2是本实用新型实施例提供的恒温锁相晶振器各部分电路信号处理流程图；
图3是本实用新型实施例提供的标频振荡电路连接示意图；
图4是本实用新型实施例提供的恒温控制电路连接示意图；
图5是本实用新型实施例提供的恒温控制电路结构设置示意图；
图6是本实用新型实施例提供的恒温锁相晶振器产品性能指标图。
具体实施方式
为使本本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种恒温锁相晶振器，包括恒温控制电路10、标频振荡电路20、PLL锁相电路30、压控振荡输出电路40、电源控制电路50；所述恒温控制电路10依次连接标频振荡电路20、PLL锁相电路30、压控振荡输出电路40，所述电源控制电路50用稳压电源IC为恒温控制电路10、标频振荡电路20、PLL锁相电路30、压控振荡输出电路40提供稳定的电压；所述恒温锁相晶振器通过低相位噪声的所述PLL锁相电路控制，达到在高频环境下工作稳定。
所述恒温锁相晶振器各部分电路信号处理流程如图2所示，所述恒温控制电路控制标频振荡电路的温度变化，所述标频振荡电路为PLL锁相电路输入有效稳定的标准振荡频率信号，压控振荡输出电路输入压控频率信号给PLL锁相电路，和所述标准振荡频率信号一起在PLL锁相电路内进行混频分析，进而输出跟踪控制电压给所述压控振荡输出电路的压控变容二级管，调节电路频率达到两频跟踪锁定的效果，调解后的信号再经两级共射级选频放大、T型滤波、压控调节，最后通过阻抗匹配输出。
具体的，如图3所示，上述标频振荡电路20包括一个高稳定晶体谐振器X1(频率为10MHz)、改进的柯尔匹兹振荡电路、还有晶体管Q1及外围辅助电路。所述改进的柯尔匹兹振荡电路中：电感L4和电容C14串联构成B模抑制网络，产生抑制泛音晶体的B模频率；电感L5和电容C17并联构成谐波抑制网络，产生抑制泛音晶体谐波频率；并联的电感L2、电容C13、电容C12构成选频输出网络，此恒温锁相晶振产品因信号输出纯净，所以采用直接输出。电阻R11、电容C3、电阻R12、电容C11构成滤波电路，可有效地降低振荡器远端相位器噪声3dBc以上。所述标频振荡电路为PLL锁相电路提供有效稳定的标准振荡频率信号。
所述标频振荡电路中改进的柯尔匹兹振荡电路中还包括：调频网络，通过可变电阻RV1电位调节二极管D2的电压改变电容量实现调频；温度补偿网络，包括电位器RT1等原件组成，通过一个B值较好的贴片热敏电阻放置在恒温槽外，根据外部温度的变化而改变二极管D1的容量，补偿因外环境温度对恒温锁相晶振产生的影响，上述温度补偿网络电路可在产品要求更高温度特性时使用。
标频振荡电路20在整个恒温锁相晶振中为重要组成部分，是所有信号的基准，它的稳定度直接影响产品的稳定性，同时也取决于晶体的选取，因此明确选择其指标是很重要的，采用进口的SC晶体完全可满足。所述标频振荡电路电路在设计电路时要做好隔离处理，减少高频信号对其的干扰。
如图4所示，所述恒温控制电路10包括在电路基板上依次连接的运算比较放大电路IC1、加热功率管、热敏电阻、晶体Q2。其结构设置如图5所示，图5中晶体1和加热功率管2设置在电路基板5的恒温槽3上，贴片热敏电阻4放置在恒温槽外与恒温槽3紧密接触，精确检测温度变化通过运算比较放大电路控制加热功率管的加热量，使晶体1工作在稳定的温度下达到频率稳定。
所述PLL锁相电路30由12F629型号芯片和LMX2306型号芯片组成，所述恒温锁相晶振的标准振荡频率信号由LMX2306型号芯片第8引脚输入，压控频率信号由LMX2306型号芯片第6引脚输入；所述标准振荡频率信号和压控频率信号在LMX2306型号芯片内进行混频分析，并读取单片机预存信息，从LMX2306型号芯片第2脚输出跟踪控制电压给所述压控振荡输出电路的压控变容二级管，调节131.04MHz的频率达到两频跟踪锁定的效果。
所述压控振荡输出电路40包括依次连接的压控主振电路、两级共射级选频放大电路、T型滤波电路、压控调节电路和阻抗匹配输出电路。
本实用新型通过采用新的恒温控制电路、标频振荡电路、PLL锁相电路等结构设计，能够让恒温锁相晶振器在高频率波段保持长时间的工作稳定度，并具有低相位噪声，产品可实现的指标如图6所示。
以上所述是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1、一种恒温锁相晶振器，其特征在于，包括恒温控制电路、标频振荡电路、PLL锁相电路、压控振荡输出电路、电源控制电路；所述恒温控制电路依次连接标频振荡电路、PLL锁相电路、压控振荡输出电路，所述电源控制电路为各电路提供稳定的电压；所述恒温锁相晶振器通过低相位噪声的所述PLL锁相电路控制达到在高频环境下工作稳定。
2、根据权利要求1所述的恒温锁相晶振器，其特征在于，所述标频振荡电路包括一个高稳定晶体谐振器X1、改进的柯尔匹兹振荡电路；所述改进的柯尔匹兹振荡电路中：电感L4和电容C14串联构成B模抑制网络，产生抑制泛音晶体的B模频率，电感L5和电容C17并联构成谐波抑制网络，产生抑制泛音晶体谐波频率，并联的电感L2、电容C13、电容C12构成选频输出网络，电阻R11、电容C3、电阻R12、电容C11构成滤波电路；所述标频振荡电路为PLL锁相电路提供有效稳定的标准振荡频率信号。
3、根据权利要求2所述的恒温锁相晶振器，其特征在于，所述标频振荡电路的改进的柯尔匹兹振荡电路中还包括：调频网络，通过可变电阻RV1电位调节二极管D2的电压改变电容量实现调频；温度补偿网络，通过一个B值较好的贴片热敏电阻放置在恒温槽外，根据外部温度的变化而改变二极管D1的容量，补偿因外环境温度对恒温锁相晶振器产生的影响。
4、根据权利要求1所述的恒温锁相晶振器，其特征在于，所述恒温控制电路包括在电路基板上连接的运算比较放大电路、加热功率管、热敏电阻和晶体，所述恒温控制电路为标频振荡电路产生标准振荡频率信号提供稳定的温度环境。
5、根据权利要求1所述的恒温锁相晶振器，其特征在于，所述压控振荡输出电路包括依次连接的压控主振电路、两级共射级选频放大电路、T型滤波电路、压控调节电路和阻抗匹配输出电路。
6、根据权利要求1所述的恒温锁相晶振器，其特征在于，所述PLL锁相电路包括12F629型号芯片和LMX2306型号芯片连接组成，所述恒温锁相晶振的标准振荡频率信号由LMX2306型号芯片第8引脚输入，压控频率信号由LMX2306型号芯片第6引脚输入；所述标准振荡频率信号和压控频率信号在LMX2306型号芯片内进行混频分析，进而输出跟踪控制电压给所述压控振荡输出电路，调节频率达到两频跟踪锁定的效果。
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| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: GUANGDONG SHENGDA ELECTRONIC CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: GUANGZHOU SHENGDA ELECTRONIC CO., LTD. Effective date: 20130731 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130731 Address after: 528308 Guangdong Province, Foshan city Shunde District Lunjiao Lunjiao Street Office of the new industrial zone of Xi four northbound Santa Industrial Park Administration building five floor Patentee after: Guangdong Shengda Electronic Co., Ltd. Address before: Shijing Town, Baiyun District of Guangzhou City, Guangdong province 510430 Qingfeng third industrial zone 7 Patentee before: Guangzhou Shengda Electronic Co., Ltd. |
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100217 Termination date: 20130527 |