超小型恒溫晶體振蕩器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、晶體振蕩器從問(wèn)世以來(lái)就被作為頻率源而得到了廣泛的運(yùn)用，相對(duì)于LC振蕩器，其頻率穩(wěn)定度和品質(zhì)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(lǐng)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(guān)注和歡迎。目前國(guó)外產(chǎn)品在恒溫晶體振蕩器市場(chǎng)上占據(jù)了絕大多數(shù)的市場(chǎng)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(duì)實(shí)現(xiàn)重要裝備的完全國(guó)產(chǎn)化有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意

2、義。
　　本文首先概述了恒溫晶體振蕩器研究背景及相關(guān)進(jìn)展，隨后介紹了石英晶體的壓電效應(yīng)、頻率溫度特性、阻抗頻率特性、相位噪聲等基礎(chǔ)理論知識(shí)。對(duì)振蕩器參數(shù)對(duì)性能的影響進(jìn)行了分析以實(shí)現(xiàn)低相噪振蕩電路，對(duì)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(duì)選頻網(wǎng)絡(luò)的作用也作了研究。利用參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)方法與ADS軟件的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了低通濾波器。對(duì)控溫電路的原理與設(shè)計(jì)問(wèn)題也做了分析，通過(guò)protel99SE完成了原理圖以及PCB板的設(shè)

3、計(jì)。作為完全由晶體諧振器、電容、電阻、電感、運(yùn)算放大器及晶體管構(gòu)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(shí)還要考慮到封裝電路時(shí)，電容、熱敏電阻等的外接問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中采用的封裝芯片是基于振蕩電路中晶體管及其所構(gòu)成的偏置電路和控溫電路進(jìn)行的設(shè)計(jì)，留有外接端口，可對(duì)電路的部分器件參數(shù)作出調(diào)整。采用項(xiàng)目組設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的恒溫晶振的尺寸相比市場(chǎng)主流產(chǎn)品有了明顯的減小，實(shí)現(xiàn)了超小型的目的。
　　用頻率計(jì) Agilent53131A測(cè)試實(shí)驗(yàn)原型的頻率溫度穩(wěn)定度在-30℃~70℃為±0.19ppm。Agilent E5052B信號(hào)源分析儀測(cè)試其相位噪聲后發(fā)現(xiàn)，其相噪指標(biāo)為-106dBc/Hz@10Hz、-136dBc/Hz@100Hz、-160dBc/Hz@1kHz、-170dBc/Hz@10kHz、-173dBc/Hz