CN109687865A - 一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，此恒温振荡器包括高稳定的振荡模块、恒温槽加热模块、低噪声高稳定的稳压模块，以及调节信号的放大电路、超大压控调整模块。振荡电路采用门电路振荡方式，外加选频网络。控温线路通过PCB覆铜对振荡线路加热控温，控温线路中还设置了温度特性自补偿单元。稳压线路采用小尺寸、低噪声、高稳定的线性LDO。压控调整模块选用V‑C较大的变容管。此发明的体积为14*9*6(mm)，频率范围为10~100M，典型频率为40M。

Description

一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器

技术领域

本发明是一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，属于晶体振荡器技术领域。

背景技术

随着电子技术的不断发展，便携式产品越来越受到青睐。大封装的器件由于体积原因，逐渐退出了市场。晶振作为一种重要的参考源，不仅对其当前的技术指标有着严格的要求，对其体积、使用年限、稳定性也有着较高要求。使用双层结构的设计，可以有效的节约空间。大牵引能力晶体和V-C值较大的变容管可以满足超大压控的需求。但元器件之间的干扰、线路布局、器件选型仍然存在着难点。

发明内容

本发明提出的是一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其目的在于针对现有晶体振荡器存在的元器件之间的干扰、线路布局和器件选型有难点等缺陷，提出了一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，在不影响振荡器特性参数前提下，可将封装减小到14*9*6(mm)，压控增大到100PPM。

本发明的技术解决方案：

一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，包括稳压模块1、信号调节放大电路2、振荡电路3、加热及控温电路4、调整模块5、振荡及控温PCB和稳压及输出PCB，所述稳压模块1电压输出端分别连接信号调节放大电路2、振荡电路3、加热及控温电路4的电压输入端，振荡电路3的频率信号输出端连接信号调节放大电路2频率信号输入端。

本发明的有益效果：

1）设计采用集成器件，有效减小空间的同时不影响性能；

2）晶体使用6035贴片晶体，可以用贴片机进行直接贴片作业，无需手工贴装和焊接，简化了加工工艺。高Q值、大牵引能力的6035贴片谐振器配合超大压控调整模块，可以实现100ppm的压控要求；

3）采用双层PCB结构，元器件之间干扰小、有利于线路布局、器件选型，在合理利用空间之余，可以显著改善产品温度特性。

附图说明

附图1是小尺寸大压控恒温晶体振荡器的结构示意图。

附图2是振荡及控温PCB的电路原理图。

附图3是稳压及输出PCB的电路原理图。

附图4是尺寸大压控恒温晶体振荡器的各模块连接示意图。

附图中1是稳压模块、2是信号调节放大电路、3是振荡电路、4是加热及控温电路、5是调整模块。

具体实施方式

一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，包括稳压模块1、信号调节放大电路2、振荡电路3、加热及控温电路4、调整模块5、振荡及控温PCB和稳压及输出PCB，所述稳压模块1电压输出端分别连接信号调节放大电路2、振荡电路3、加热及控温电路4的电压输入端，振荡电路3的频率信号输出端连接信号调节放大电路2频率信号输入端.

所述振荡电路3、加热及控温电路4置于振荡及控温PCB上，所述振荡及控温PCB采用四层PCB铜箔，其中二、三两层铺地。

所述加热及控温电路4置于振荡及控温PCB反面，晶体贴装于振荡及控温PCB正面。

所述稳压模块1选用超低噪声的、宽范围的集成稳压器，可最大限度的减小空间。高稳定、低噪声的电源芯片，对产品的相位噪声也有很大的提升。信号调节放大电路2选用低噪声、低功耗的仙童公司的NC7SWZU04芯片。

所述振荡电路3包括晶体、门振荡器、选频网络与电容，门振荡电路可以在简化线路的同时，不影响特性。其中，选频网络采用LC选频，选频网络中的L2电感、C08电容直接接触振荡及控温PCB铜箔。

所述加热及控温电路4包括加热模块、运算放大器、限流模块和桥式电路；所述加热模块包括R22电阻、R23电阻、Q2三极管，运算放大器包括IC2，限流模块包括Q1三极管、TM5热敏电阻，桥式电路包括R11电阻、R12电阻、R13电阻、R14电阻、TM4热敏电阻。

所述调整模块5选用对电压变化敏感、容值变化范围大、耐压值高、HITACHI公司的HVC359变容二极管。

晶体选用高Q值、大牵引能力的6035贴片谐振器，配合超大压控调整模块，可以实现100ppm的压控要求。可以用贴片机进行直接贴片作业，无需手工贴装和焊接，简化了加工工艺。

选频网络采用LC选频，控温线路采用桥式控温线路，运算放大器选用小尺寸的OPA348，其他阻容件均使用0402器件。

输出芯片选择带负载能力较强的IC，可实现不同负载下频率的稳定度。

所述晶体振荡器尺寸为14*9*6mm。

下面结合附图对本发明技术方案做进一步解释说明。

对照附图1、附图4，小尺寸低功耗的恒温晶体振荡器，其特征是包括低噪声高稳定的稳压模块1，信号调节放大电路2，高稳定的振荡电路3，加热及控温电路4，超大压控调整模块5，其中稳压模块1提供稳定的电压给信号调节放大电路2、高稳定的振荡模块3 、加热及控温电路4，加热及控温电路4 通电后，将壳体内温度恒定在90℃，高稳定的振荡模块3在通电后输出稳定的频率信号给信号调节放大电路2，信号经信号调节放大电路2放大后输出，超大压控调整模块5使用时，通过改变外接电压改变高稳定的振荡模块3线路的负载电容，实现超大压控能力。

采用双层PCB结构，包含一块振荡及控温PCB和一块稳压及输出PCB。

所述的振荡电路3、加热及控温电路4的振荡线路和控温线路置于振荡及控温PCB上，振荡线路和控温线路的线路板采用4层PCB，中间二、三两层铺地，线路中的铜箔来代替传统的铜块，减少空间，晶体贴装于振荡及控温PCB正面上，铜箔可以对晶体进行加热，保证其温度稳定。

加热及控温电路4置于振荡及控温PCB反面，加热温度设定90℃，热气流往上升，循环复始，将整个空间恒定在90℃。

对照附图2，振荡电路包括晶体XT1、门振荡器、选频网络L2与C08电容。晶体由压电效应，在通电后产生信号，通过选频网络与门振荡器，振荡产生稳定的信号。压控调整模块包含D1、D2、C05、R1、R2、R3、R6和R8。恒温槽模块包含桥式电路R11、R12、R13、R14、TM4，运算放大器IC2、限流模块Q1、TM5，加热模块R22、R23、Q2。控温线路接电后，限流模块将开机电流限定在合理范围，桥式电路与运算放大器配合输出高低电平，控制加热模块工作与否。

对照附图3，稳压线路选用超低噪声的、宽范围的稳压器，配合滤波电容，将输入电压稳压后输出给后级线路。信号调节放大电路选用低噪声、低功耗芯片，可将信号输出幅度放大达到指标要求。

Claims (9)

1.一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其特征是包括稳压模块、信号调节放大电路、振荡电路、加热及控温电路、调整模块、振荡及控温PCB和稳压及输出PCB，所述稳压模块电压输出端分别连接信号调节放大电路、振荡电路、加热及控温电路的电压输入端，振荡电路的频率信号输出端连接信号调节放大电路频率信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其特征是所述振荡电路、加热及控温电路置于振荡及控温PCB上，所述振荡及控温PCB采用四层PCB铜箔，其中二、三两层铺地。

3.根据权利要求1所述的一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其特征是所述加热及控温电路置于振荡及控温PCB反面，晶体贴装于振荡及控温PCB正面。

4.根据权利要求1所述的一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其特征是所述稳压模块选用超低噪声的、宽范围的集成稳压器，信号调节放大电路选用低噪声、低功耗的NC7SWZU04芯片。

5.根据权利要求1所述的一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其特征是所述振荡电路包括晶体、门振荡器、选频网络与电容，其中，选频网络采用LC选频，选频网络中的L2电感、C08电容直接接触振荡及控温PCB铜箔。

6.根据权利要求1所述的一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其特征是所述加热及控温电路包括加热模块、运算放大器、限流模块和桥式电路；所述加热模块包括R22电阻、R23电阻、Q2三极管，运算放大器包括IC2，限流模块包括Q1三极管、TM5热敏电阻，桥式电路包括R11电阻、R12电阻、R13电阻、R14电阻、TM4热敏电阻。

7.根据权利要求1所述的一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其特征是所述调整模块选用对电压变化敏感、容值变化范围大、耐压值高、HITACHI公司的HVC359变容二极管。

8.根据权利要求1所述的一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其特征是所述晶体振荡器尺寸为14 mm×9 mm×6mm。

9.根据权利要求1所述的一种小尺寸大压控恒温晶体振荡器，其特征是所述晶体振荡器选用6035贴片晶体。