CN201509181U - 压控晶体振荡器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压控晶体振荡器，采用带PECL接口的贴片封装结构设计，包括依次连接的倍频振荡电路、选频放大电路、及波形转换输出三部分组成；其中所述倍频振荡电路包括由一个基频的UM1封装晶体与三极管Q1及***电阻、负载电容、高频变容二极管组成的柯尔匹兹振荡电路。采用本实用新型提供的压控晶体振荡器，其压控范围宽，信号处理效果好，并可采用LVPECL或PECL差分电平输出，产品体积小制造成本低，采用SMD封装，方便客户进行贴片焊接。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子通信领域，尤其涉及一种电压控制的高频晶体振荡器。
背景技术
近年来，随着3G、MCU技术的发展，高速数据传输业务需求的增加，在高速数字***中，高频时钟与高速IC芯片之间如何高质量的解决控制信号、数据信号互通变得越来越重要。对于工作频率较高的压控晶体谐振器，如果要求压控范围宽，且产品体积小，必须使用基频晶体谐振器，则根据晶片频率与厚度估算公式，厚度T＝1670/Fo(KHz)，如果频率为122.88MHz，T＝0.0136mm＝13.6μm，这么薄的晶片，加工制造相当困难，需采用离子腐刻技术，目前也只有国外几个大的晶体厂家能加工制造，且价格昂贵，生产周期较长。
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高频压控晶体振荡器，其压控范围宽，信号处理效果好，产品体积小，并可采用LVPECL或PECI差分电平输出。
本实用新型实施例提供了一种压控晶体振荡器，采用带PECL接口的贴片封装结构设计，包括依次连接的倍频振荡电路、选频放大电路、及波形转换输出电路；其中所述倍频振荡电路包括由一个基频的UM1封装晶体与三极管Q1及***电阻、负载电容、高频变容二极管组成的柯尔匹兹振荡电路。
进一步，所述倍频振荡电路中采用一个基频为40.96MHz的UM1封装晶体谐振器。
进一步，所述倍频振荡电路产生一个40.96MHz的基频信号，通过其中三极管Q1集电极连接的选频网络选择其三次谐波，得到122.88MHz信号，所述选频放大电路对122.88MHz信号进行选频放大，再通过所述波形转换输出电路中的芯片将正弦波信号，转换为LVPECL或PECL差分电平输出。
进一步，所述压控晶体振荡器采用宽电源电压设计，应用于电源电压为+3.3V和+5V***中，当电源电压使用+3.3V供电时，输出为LVPECL电平，当电源电压使用+5V供电时，输出为PECL电平。
再进一步，所述倍频振荡电路中的电感为电感值小的电感，使谐振回路Q值高；所述倍频振荡电路、选频放大电路中三极管的发射极都连接有交直流反馈电阻。
更进一步，所述压控晶体振荡器中的电阻和电容都采用SMD0402封装，而且所述压控晶体振荡器采用单层PCB结构设计，形成微型的表面贴装型产品，方便客户进行贴片焊接。
本实用新型提供的压控晶体振荡器有如下优点：
(1)产品采用贴片封装，可以使用回流焊接，使产品体积减小(产品长宽高为13.9*9.6*5.8mm)，与通用型的VCXO钟振(21*13*10mm)比，体积小了约70％，在不断追求小型化的今天，能按客户要求进一步减小产品体积，且技术指标不降低。
(2)运用宽电源电压设计，可以应用于电源电压为+3.3V和+5V***中，当电源电压使用+3.3V供电时，输出为LVPECL电平，当电源电压使用+5V供电时，输出为PECL电平。
(3)该本产品采(LV)PECL接口，上升下降沿时间可达pS级，输出阻抗小，驱动能力强，抗共模干扰能力强，很容易达到几百M的应用，是高速时钟领域内一种十分重要的逻辑电路接口.
(4)产品制造成本较低，且无需依靠国外的高频晶体谐振器，即可达到国外同类产品指标要求。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种压控晶体振荡器电路结构示意图；
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压控晶体振荡器，其采用带PECL接口的贴片封装结构设计，包括依次连接的倍频振荡电路、选频放大电路、及波形转换输出电路；其中所述倍频振荡电路包括由一个基频的UM1封装晶体与三极管Q1及***电阻、负载电容、高频变容二极管组成的柯尔匹兹振荡电路。
具体的，所述倍频振荡电路中采用一个基频为40.96MHz的UM1封装晶体谐振器，L1，C2组成一个选频电路连接在三极管Q1的集电极，谐振于122.88MHz，选择放大输出122.88MHz频率信号，振荡信号经电容C3耦合到选频放大电路的三极管Q2的基极，L3，C9组成的并联谐振电路频率约为标准频率122.88MHz处，再次对122.88MHz的频率信号幅度进行选频放大，最后通过所述波形转换输出电路中的芯片IC1(SY100EL16VKG)将正弦波信号，转换为LVPECL或PECL差分电平输出。
由L2，C4，C5，C12，D1，R1组成的压控调频电路，同时也是产品调试校频处，通过调节C4、C5、C12的电容值，可以将产品输出频率调至标准频率(@VC＝1.65V时)，当输出频率偏低时，可减小C4、C5、C12的电容量，反之则增加电容量。
所述压控晶体振荡器通过选择电感值小的电感，使谐振回路Q值较高，电路选择性较好，可有效抑制非谐振频率范围的频率，振荡级和放大级的三极管发射极均有加交直流反馈电阻，进一步抑制非谐振频率范围的频率。因此整个电路只需二级，第二级输出波形即能达到1Vpp，再通过IC1(SY100EL16VKG)即可将正弦波转换为LVPECL或PECL电平输出。所述压控晶体振荡器采用宽电源电压设计，应用于电源电压为+3.3V和+5V***中，当电源电压使用+3.3V供电时，输出为LVPECL电平，当电源电压使用+5V供电时，输出为PECL电平。
为了产品能达到压控范围宽的目的，采用的技术手段第一是选用了基频晶体和低负载电容CL＝10pF；第二是选用Philips的高频变容二极管BB202，其特点是低串联电阻、低等效电容与宽变容比，以保证能达到≥±100ppm的压控范围，实际电路中L2未用，且C12＝3pF，如果C12不焊，增大L2的来降低频率，拉宽压控范围的话，该电路的0～+3.3V压控电压控制下，压控范围将至少能达到≥±160ppm以上。
考虑三极管Q2放大电路中发射极电阻偏大，可能会引起杂波干扰，经实测频谱后发现，频谱中除有40.96MHz的自然数次谐波外，并无发现其它杂波，通过相位噪声测试仪HP3048A测试，晶振远端相位噪声@100KHz处，均能达到-148dBc/Hz。产品相位噪声(典型值)小于-148dBc/Hz@100KHz。本实用新型实施例提供的压控晶体振荡器具体技术指标参数如下所示。
成品检测数据
所述压控晶体振荡器中的电阻和电容都采用SMD0402封装，而且所述压控晶体振荡器采用单层PCB结构设计，PCB板总厚度0.6±0.1mm，外观尺寸仅13.9*9.6*5.8mm，形成微型的表面贴装型产品，方便客户进行贴片焊接。
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 (5)
1.一种压控晶体振荡器，其特征在于，采用带PECL接口的贴片封装结构设计，包括依次连接的倍频振荡电路、选频放大电路、及波形转换输出电路；其中所述倍频振荡电路包括由一个基频的UM1封装晶体与三极管Q1及***电阻、负载电容、高频变容二极管组成的柯尔匹兹振荡电路。
2.根据权利要求1所述的压控晶体振荡器，其特征在于，所述倍频振荡电路中采用一个基频为40.96MHz的UM1封装晶体谐振器。
3.根据权利要求1所述的压控晶体振荡器，其特征在于，所述倍频振荡电路产生一个40.96MHz的基频信号，通过其中三极管Q1集电极连接的选频网络，选择其三次谐波，得到122.88MHz信号，所述选频放大电路对122.88MHz信号进行选频放大，再通过所述波形转换输出电路中的芯片将正弦波信号，转换为LVPECL或PECL差分电平输出。
4.根据权利要求1至3任一项所述的压控晶体振荡器，其特征在于，所述倍频振荡电路、选频放大电路中三极管的发射极都连接有交直流反馈电阻。
5.根据权利要求1至3任一项所述的压控晶体振荡器，其特征在于，所述压控晶体振荡器中的电阻和电容都采用SMD0402封装，而且所述压控晶体振荡器采用单层PCB结构设计，形成微型的表面贴装型产品；或者所述压控晶体振荡器中的电阻和电容可进行贴片焊接。
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|---|---|---|---|---|
| CN108365823A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-08-03 | 电子科技大学 | 一种基于场效应管的大变容比压控变容电路 |
| CN111049496A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-21 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种小型差分温补晶体振荡器 |
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