[發明專利]一種SMD微型恒溫晶體振蕩器

無效

• 申請號: 201110378971.6
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102437817A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 汪靖濤
• 申請（專利權）人: 成都天奧電子股份有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04;H03B5/32
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 成實

技術領域

本發明涉及一種晶體振蕩器，更具體地說，是涉及一種高穩時間基準的具有高穩定度的微型恒溫晶體振蕩器。

背景技術

在晶振設計中，為了得到較高的頻率－溫度特性，我們通常采用對晶體及其振蕩電路進行控溫的方式來提高晶振的頻率穩定性，即通常所說的高精度控溫技術，使用控溫技術的晶體振蕩器稱之為恒溫晶體振蕩器。恒溫晶體振蕩器一般采用對晶體諧振器加熱的方式，即在晶振中通過一個加熱控溫電路對晶體諧振器進行加熱，使晶體諧振器的溫度控制在一個恒定的溫度值上（一般為85℃左右），通過控溫加熱后的晶體振蕩器，其頻率－溫度穩定度可以得到極大的提高。

隨著晶振技術的不斷發展，恒溫晶體振蕩器的種類也越來越豐富。根據控溫電路的方式可分為數字控溫和模擬控溫，前者基于單片機數字電路產生控溫信號控制功率管加熱，后者則采用模擬電路控制功率管加熱。另外，根據控溫槽的形式，可將恒溫晶振分為單槽恒溫晶振和雙槽恒溫晶振，前者使用一個控溫槽對晶體諧振器進行加熱控溫，后者使用兩個控溫槽和兩個控溫電路對晶體諧振器以及晶振內部電路進行加熱控溫。

使用傳統方式進行控溫，雖然控溫精度較高，晶振的頻率穩定度較高，但是電路較復雜，電路的集成度也較低，晶振的體積和功耗都較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種SMD微型恒溫晶體振蕩器，解決現有晶振控溫技術中電路復雜、集成低，且體積和功耗都大等缺陷，達到體積小、功耗低、高頻率－溫度穩定度、集成度高的目的。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種SMD微型恒溫晶體振蕩器，包括控溫電路、與其連接的SMD溫度補償晶體振蕩器，其中所述控溫電路包括控溫芯片，分別與控溫芯片連接的熱敏電阻、MOS管和限流電阻；且所述熱敏電阻、MOS管還分別與SMD溫度補償晶體振蕩器連接。

進一步地，控溫電路還包括限流電阻，且該限流電阻分別與控溫芯片和MOS管連接。

上述控溫芯片包括與所述限流電阻連接的電流控制器、與該電流控制器連接的閘門控制器、與閘門控制器連接的增益控制器，以及與該增益控制器連接的溫度監控器；且閘門控制器還與所述MOS管連接，而溫度監控器還與所述熱敏電阻連接。

上述控溫芯片還包括程序存儲器EEPROM和與該程序存儲器EEPROM連接的I²C接口。

上述控溫芯片還包括DAC轉換器，所述DAC轉換器的輸出端與SMD溫度補償晶體振蕩器的壓控調諧端連接。

這樣，控溫芯片實現了控溫電路的高集成度。

更進一步地，MOS管是P溝道MOS功率管。

上述SMD溫度補償晶體振蕩器的工作溫度范圍為－40℃～＋85℃。

上述控溫芯片的控溫精度為±0.1℃，控溫范圍為40℃～110℃，工作溫度范圍為－40℃～125℃。

更進一步地，SMD溫度補償晶體振蕩器的工作溫度范圍為－40℃～＋85℃。

這樣，使SMD溫度補償晶體振蕩器的穩定度指標由原來的10^－6量級提升到10^－8量級。

上述控溫芯片的控溫精度為±0.1℃，控溫范圍為40℃～110℃，工作溫度范圍為－40℃～125℃。

本發明的工作原理及過程是：控溫芯片通過P溝道MOS功率管對SMD溫度補償晶體振蕩器加熱，并將加熱溫度控制在精確的溫度范圍內，熱敏電阻作為感溫元器件適時感知SMD溫度補償晶體振蕩器的溫度，熱敏電阻與控溫電路連接，控溫電路將接收到的熱敏電阻的信號轉換為模擬電壓信號并精確控制MOS管的閘門電壓，從而改變MOS管的控溫溫度，使控溫溫度不隨外界的環境溫度的變化而變化，最終實現晶振的高頻率－溫度穩定度指標。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

（一）、本發明使用集成型高精度控溫芯片，通過控制MOS管對晶振進行精確加熱，控溫精度為±0.1℃，使SMD溫度補償晶體振蕩器的穩定度指標由原來的10^－6量級提升到10^－8量級，實現了恒溫晶振在小體積內的高精度控溫，提高了晶振的一致性及穩定性。

（二）、本發明的高精度控溫芯片集成了電流控制器、增益控制器、溫度監控器、數模轉換電路（DAC）、可擦寫的程序存儲器（EEPROM）、支持I²C協議的串口電路，實現了控溫電路的高集成度。