專利名稱：恒溫鎖相晶振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子通信領(lǐng)域，尤其涉及一種在高頻率下工作穩(wěn)定的恒溫 晶振器。
背景技術(shù)：
目前恒溫晶振器的設(shè)計(jì)不足之處是在高頻率波段(80M以上)長(zhǎng)時(shí)間工作 穩(wěn)定度差，不能達(dá)到用戶要求。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)最好的高頻恒溫晶振，指標(biāo)為日老化 0.01ppm，年老化O.lppm。相位噪聲100K處-140 dBC/Hz，溫度特性在5E-08, 無(wú)法實(shí)現(xiàn)在高頻率波段保持產(chǎn)品工作高穩(wěn)定性，而且產(chǎn)品體積大，制造成本高。
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了 一種恒溫鎖相晶振器， 采用新的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能在高頻率波段保持長(zhǎng)時(shí)間的工作穩(wěn)定度，并具有低 相位噪聲。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種恒溫鎖相晶振器，其包括恒溫控制電路、標(biāo) 頻振蕩電路、PLL鎖相電路、壓控振蕩輸出電路、電源控制電路；所述恒溫控 制電路依次連接標(biāo)頻振蕩電路、PLL鎖相電路、壓控振蕩輸出電路，所述電源 控制電路為各電路提供穩(wěn)定的電壓；所述恒溫鎖相晶振器通過(guò)低相位噪聲的所 述PLL鎖相電路控制達(dá)到在高頻環(huán)境下工作穩(wěn)定。
進(jìn)一步，所述標(biāo)頻振蕩電路包括一個(gè)高穩(wěn)定晶體諧振器X1、改進(jìn)的柯爾匹 茲振蕩電路；所述改進(jìn)的柯爾匹茲振蕩電路中電感L4和電容C14串聯(lián)構(gòu)成B 模抑制網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生抑制泛音晶體的B模頻率；電感L5和電容C17并聯(lián)構(gòu)成諧 波抑制網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生抑制泛音晶體諧波頻率；并聯(lián)的電感L2、電容C13、電容C12 構(gòu)成選頻輸出網(wǎng)絡(luò)；電阻Rll、電容C3、電阻R12、電容C11構(gòu)成濾波電路。 所述標(biāo)頻振蕩電路為PLL鎖相電路提供有效穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)。
進(jìn)一步，所述恒溫控制電路包括在電路基板上連接的運(yùn)算比較放大電路、 加熱功率管、熱敏電阻和晶體。所述恒溫控制電路為標(biāo)頻振蕩電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)振
4蕩頻率信號(hào)提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境，使標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)更加穩(wěn)定。
接組成，所述恒溫鎖相晶振的標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)由LMX2306型號(hào)芯片第8引腳 輸入，壓控頻率信號(hào)由LMX2306型號(hào)芯片第6引腳輸入；所述標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信 號(hào)和壓控頻率信號(hào)在LMX2306型號(hào)芯片內(nèi)進(jìn)行混頻分析。讀取單片機(jī)預(yù)存信 息，從LMX2306型號(hào)芯片第2腳輸出跟蹤控制電壓給所述壓控振蕩輸出電路的 壓控變?nèi)荻?jí)管，調(diào)節(jié)131.04MHz的頻率達(dá)到兩頻跟蹤鎖定的效果。壓控電壓 進(jìn)行濾波處理使產(chǎn)品相位噪聲提高5 dBc/Hz。
再進(jìn)一步，所述壓控振蕩輸出電路包括依次連接的壓控主振電路、兩級(jí)共 射級(jí)選頻放大電路、T型濾波電路、壓控調(diào)節(jié)電路和阻抗匹配輸出電路。使產(chǎn)品 有更好的阻抗匹配能力和負(fù)載能力。
更進(jìn)一步，所述標(biāo)頻振蕩電路的改進(jìn)的柯爾匹茲振蕩電路中還包括調(diào)頻 網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)可變電阻RV1電位調(diào)節(jié)二極管D2的電壓改變電容量實(shí)現(xiàn)調(diào)頻；溫 度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)一個(gè)B值較好的貼片熱敏電阻;改置在恒溫槽外，根據(jù)外部溫 度的變化而改變二極管Dl的容量，補(bǔ)償因外環(huán)境溫度對(duì)恒溫鎖相晶振產(chǎn)生的影 響。可有效地補(bǔ)救溫度特性較差的產(chǎn)品。
實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例，通過(guò)采用新的恒溫控制電路、標(biāo)頻振蕩電路、PLL 鎖相電路等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠讓恒溫鎖相晶振器在高頻率波段長(zhǎng)時(shí)間保持工作穩(wěn) 定，并具有低相位噪聲，可實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)為日老化<0.001ppm，年老化<0.03ppm。 并相位噪聲在100K處-150 dBc/Hz，溫度特性批量可達(dá)到〈lE-08。并能實(shí)現(xiàn)產(chǎn) 品體積最小化，產(chǎn)品的長(zhǎng)、寬、高可達(dá)到36*27*16毫米。恒溫鎖相晶振產(chǎn)品成 本也可通過(guò)備料來(lái)控制，可選用一個(gè)通用的高指標(biāo)的振蕩晶體備料，制作不同 頻點(diǎn)產(chǎn)品時(shí)只須更換低指標(biāo)的壓控晶體，大大減少了生產(chǎn)成本。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的恒溫鎖相晶振器結(jié)構(gòu)示意方框圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的恒溫鎖相晶振器各部分電路信號(hào)處理流程
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的標(biāo)頻振蕩電路連接示意圖； 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的恒溫控制電路連接示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的恒溫控制電路結(jié)構(gòu)設(shè)置示意圖； 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的恒溫鎖相晶振器產(chǎn)品性能指標(biāo)圖。
具體實(shí)施方式
為使本本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì) 本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種恒溫鎖相晶振器，包括恒溫控 制電路IO、標(biāo)頻振蕩電路20、 PLL鎖相電路30、壓控振蕩輸出電路40、電源 控制電路50;所述恒溫控制電路10依次連接標(biāo)頻振蕩電路20、 PLL鎖相電路 30、壓控振蕩輸出電路40，所述電源控制電路50用穩(wěn)壓電源IC為恒溫控制電 路IO、標(biāo)頻振蕩電路20、 PLL鎖相電路30、壓控振蕩輸出電路40提供穩(wěn)定的 電壓；所述恒溫鎖相晶振器通過(guò)低相位噪聲的所述PLL鎖相電路控制，達(dá)到在 高頻環(huán)境下工作穩(wěn)定。
所述恒溫鎖相晶振器各部分電路信號(hào)處理流程如圖2所示，所述恒溫控制 電路控制標(biāo)頻振蕩電路的溫度變化，所迷標(biāo)頻振蕩電路為PLL鎖相電路輸入有 效穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)，壓控振蕩輸出電路輸入壓控頻率信號(hào)給PLL鎖相 電路，和所述標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)一起在PLL鎖相電路內(nèi)進(jìn)行混頻分析，進(jìn)而輸 出跟蹤控制電壓給所述壓控振蕩輸出電路的壓控變?nèi)荻?jí)管，調(diào)節(jié)電路頻率達(dá) 到兩頻跟蹤鎖定的效果，調(diào)解后的信號(hào)再經(jīng)兩級(jí)共射級(jí)選頻放大、T型濾波、壓 控調(diào)節(jié)，最后通過(guò)阻抗匹配輸出。
具體的，如圖3所示，上述標(biāo)頻振蕩電路20包括一個(gè)高穩(wěn)定晶體諧振器 XI (頻率為lOMHz)、改進(jìn)的柯爾匹茲振蕩電路、還有晶體管Q1及外圍輔助電 路。所述改進(jìn)的柯爾匹茲振蕩電路中電感L4和電容C14串聯(lián)構(gòu)成B模抑制網(wǎng) 絡(luò)，產(chǎn)生抑制泛音晶體的B模頻率；電感L5和電容C17并聯(lián)構(gòu)成諧波抑制網(wǎng) 絡(luò)，產(chǎn)生抑制泛音晶體諧波頻率；并聯(lián)的電感L2、電容C13、電容C12構(gòu)成選 頻輸出網(wǎng)絡(luò)，此恒溫鎖相晶振產(chǎn)品因信號(hào)輸出純凈，所以采用直接輸出。電阻 Rll、電容C3、電阻R12、電容C11構(gòu)成濾波電路，可有效地降低振蕩器遠(yuǎn)端 相位器噪聲3dBc以上。所述標(biāo)頻振蕩電路為PLL鎖相電路提供有效穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn) 振蕩頻率信號(hào)。
所述標(biāo)頻振蕩電路中改進(jìn)的柯爾匹茲振蕩電路中還包括調(diào)頻網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)可變電阻RV1電位調(diào)節(jié)二極管D2的電壓改變電容量實(shí)現(xiàn)調(diào)頻；溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)， 包括電位器RT1等原件組成，通過(guò)一個(gè)B值較好的貼片熱敏電阻放置在恒溫槽 夕卜，根據(jù)外部溫度的變化而改變二極管D1的容量，補(bǔ)償因外環(huán)境溫度對(duì)恒溫鎖 相晶振產(chǎn)生的影響，上述溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)電路可在產(chǎn)品要求更高溫度特性時(shí)使用。
標(biāo)頻振蕩電路20在整個(gè)恒溫鎖相晶振中為重要組成部分，是所有信號(hào)的基 準(zhǔn)，它的穩(wěn)定度直接影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性，同時(shí)也取決于晶體的選取，因此明確 選擇其指標(biāo)是4艮重要的，釆用進(jìn)口的SC晶體完全可滿足。所述標(biāo)頻振蕩電路電 路在設(shè)計(jì)電路時(shí)要做好隔離處理，減少高頻信號(hào)對(duì)其的干擾。
如圖4所示，所述恒溫控制電路10包括在電路基板上依次連接的運(yùn)算比較 放大電路IC1、加熱功率管、熱敏電阻、晶體Q2。其結(jié)構(gòu)設(shè)置如圖5所示，圖 5中晶體1和加熱功率管2設(shè)置在電路基板5的恒溫槽3上，貼片熱敏電阻4放 置在恒溫槽外與恒溫槽3緊密接觸，精確檢測(cè)溫度變化通過(guò)運(yùn)算比較放大電路 控制加熱功率管的加熱量，使晶體l工作在穩(wěn)定的溫度下達(dá)到頻率穩(wěn)定。
所述PLL鎖相電路30由12F629型號(hào)芯片和LMX2306型號(hào)芯片組成，所 述恒溫鎖相晶振的標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)由LMX2306型號(hào)芯片第8引腳輸入，壓控 頻率信號(hào)由LMX2306型號(hào)芯片第6引腳輸入；所述標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)和壓控頻 率信號(hào)在LMX2306型號(hào)芯片內(nèi)進(jìn)行混頻分析，并讀取單片機(jī)預(yù)存信息，從 LMX2306型號(hào)芯片第2腳輸出跟蹤控制電壓給所述壓控振蕩輸出電路的壓控變 容二級(jí)管，調(diào)節(jié)131.04MHz的頻率達(dá)到兩頻跟蹤鎖定的效果。
所述壓控振蕩輸出電路40包括依次連接的壓控主振電路、兩級(jí)共射級(jí)選頻 放大電路、T型濾波電路、壓控調(diào)節(jié)電路和阻抗匹配輸出電路。
本實(shí)用新型通過(guò)采用新的恒溫控制電路、標(biāo)頻振蕩電路、PLL鎖相電路等 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠讓恒溫鎖相晶振器在高頻率波段保持長(zhǎng)時(shí)間的工作穩(wěn)定度，并 具有低相位噪聲，產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)如圖6所示。
以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用 新型之權(quán)利范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離 本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變動(dòng)，這些改進(jìn)和變動(dòng)也視 為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種恒溫鎖相晶振器，其特征在于，包括恒溫控制電路、標(biāo)頻振蕩電路、PLL鎖相電路、壓控振蕩輸出電路、電源控制電路；所述恒溫控制電路依次連接標(biāo)頻振蕩電路、PLL鎖相電路、壓控振蕩輸出電路，所述電源控制電路為各電路提供穩(wěn)定的電壓；所述恒溫鎖相晶振器通過(guò)低相位噪聲的所述PLL鎖相電路控制達(dá)到在高頻環(huán)境下工作穩(wěn)定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫鎖相晶振器，其特征在于，所述標(biāo)頻振蕩電 路包括一個(gè)高穩(wěn)定晶體諧振器X1、改進(jìn)的柯爾匹茲振蕩電路；所述改進(jìn)的柯爾 匹茲振蕩電路中電感L4和電容C14串聯(lián)構(gòu)成B才莫抑制網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生抑制泛音晶 體的B模頻率，電感L5和電容C17并聯(lián)構(gòu)成諧波抑制網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生抑制泛音晶 體諧波頻率，并聯(lián)的電感L2、電容C13、電容C12構(gòu)成選頻輸出網(wǎng)絡(luò)，電阻Rll、 電容C3、電阻R12、電容C11構(gòu)成濾波電路；所述標(biāo)頻振蕩電路為PLL鎖相電 路提供有效穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒溫鎖相晶振器，其特征在于，所述標(biāo)頻振蕩電 路的改進(jìn)的柯爾匹茲振蕩電路中還包括調(diào)頻網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)可變電阻RV1電位調(diào) 節(jié)二極管D2的電壓改變電容量實(shí)現(xiàn)調(diào)頻；溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)一個(gè)B值較好的 貼片熱敏電阻放置在恒溫槽外，根據(jù)外部溫度的變化而改變二極管D1的容量， 補(bǔ)償因外環(huán)境溫度對(duì)恒溫鎖相晶振器產(chǎn)生的影響。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的恒溫鎖相晶振器，其特征在于，所述恒溫控制電 路包括在電路基板上連接的運(yùn)算比較放大電路、加熱功率管、熱敏電阻和晶體， 所述恒溫控制電路為標(biāo)頻振蕩電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)提供穩(wěn)定的溫度環(huán) 境。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的恒溫鎖相晶振器，其特征在于，所述壓控振蕩輸 出電路包括依次連接的壓控主振電路、兩級(jí)共射級(jí)選頻放大電路、T型濾波電路、 壓控調(diào)節(jié)電路和阻抗匹配輸出電路。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫鎖相晶振器，其特征在于，所述PLL鎖相電 路包括12F629型號(hào)芯片和LMX2306型號(hào)芯片連接組成，所述恒溫鎖相晶振的 標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)由LMX2306型號(hào)芯片第8引腳輸入，壓控頻率信號(hào)由 LMX2306型號(hào)芯片第6引腳輸入；所述標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率信號(hào)和壓控頻率信號(hào)在 LMX2306型號(hào)芯片內(nèi)進(jìn)行混頻分析，進(jìn)而輸出跟蹤控制電壓給所述壓控振蕩輸 出電路，調(diào)節(jié)頻率達(dá)到兩頻跟蹤鎖定的效果。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種恒溫鎖相晶振器，包括恒溫控制電路、標(biāo)頻振蕩電路、PLL鎖相電路、壓控振蕩輸出電路、電源控制電路；所述恒溫控制電路依次連接標(biāo)頻振蕩電路、PLL鎖相電路、壓控振蕩輸出電路，所述電源控制電路為各電路提供穩(wěn)定的電壓；所述恒溫鎖相晶振器通過(guò)采用低相位噪聲的PLL鎖相電路、恒溫控制電路、標(biāo)頻振蕩電路等新的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能在高頻率波段保持長(zhǎng)時(shí)間的工作穩(wěn)定度，并具有低相位噪聲，制作成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03L1/00GK201409125SQ20092005740
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者官國(guó)陽(yáng) 申請(qǐng)人:廣州市圣大電子有限公司