超小型恒溫晶體振蕩器的研究與設計.pdf

1、晶體振蕩器從問世以來就被作為頻率源而得到了廣泛的運用，相對于LC振蕩器，其頻率穩(wěn)定度和品質因數(shù)有了巨大的提高。如今在基站、電子儀器、衛(wèi)星通信和武器裝備等領域都需要晶體振蕩器。晶體振蕩器的性能往往是電子系統(tǒng)性能的限制因素。恒溫晶體振蕩器（OCXO）因性能更好就而受到了更多的關注和歡迎。目前國外產品在恒溫晶體振蕩器市場上占據(jù)了絕大多數(shù)的市場份額，因此研究性能更優(yōu)的恒溫晶體振蕩器就顯得愈發(fā)迫切，這對實現(xiàn)重要裝備的完全國產化有重大的理論和現(xiàn)實意

2、義。
　　本文首先概述了恒溫晶體振蕩器研究背景及相關進展，隨后介紹了石英晶體的壓電效應、頻率溫度特性、阻抗頻率特性、相位噪聲等基礎理論知識。對振蕩器參數(shù)對性能的影響進行了分析以實現(xiàn)低相噪振蕩電路，對放大電路的功率增益、穩(wěn)定性及輸出端的噪聲系數(shù)作了仿真分析，對選頻網絡的作用也作了研究。利用參數(shù)計算設計方法與ADS軟件的設計方法設計了低通濾波器。對控溫電路的原理與設計問題也做了分析，通過protel99SE完成了原理圖以及PCB板的設

3、計。作為完全由晶體諧振器、電容、電阻、電感、運算放大器及晶體管構成的電路，要想縮小電路板的尺寸，那么必然要從集成電路入手，將部分器件封裝到某一芯片中，極大限度地減小元件所占空間。同時還要考慮到封裝電路時，電容、熱敏電阻等的外接問題。在設計中采用的封裝芯片是基于振蕩電路中晶體管及其所構成的偏置電路和控溫電路進行的設計，留有外接端口，可對電路的部分器件參數(shù)作出調整。采用項目組設計的芯片 AT4X4尺寸為4mm×4mm，這樣制作的PCB板尺寸

4、僅為18mm×10mm。從而設計的恒溫晶振的尺寸相比市場主流產品有了明顯的減小，實現(xiàn)了超小型的目的。
　　用頻率計 Agilent53131A測試實驗原型的頻率溫度穩(wěn)定度在-30℃~70℃為±0.19ppm。Agilent E5052B信號源分析儀測試其相位噪聲后發(fā)現(xiàn)，其相噪指標為-106dBc/Hz@10Hz、-136dBc/Hz@100Hz、-160dBc/Hz@1kHz、-170dBc/Hz@10kHz、-173dBc/Hz