[實用新型]一種單槽恒溫晶振的控溫結構

有效

• 申請號: 201420335929.5
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN203896310U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 田培洪
• 申請（專利權）人: 成都世源頻控技術有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種單槽恒溫晶振，特別是涉及對晶振溫度穩定度和短期頻率穩定度有特別要求的低頻（如10MHz）高穩定度恒溫晶體振蕩器的控溫結構。

背景技術

隨著電子技術的進一步發展，通信系統對系統參考信號或時間基準的要求越來越高，在時統領域，對高穩晶振的頻率穩定度的要求也越來約苛刻。要達到規定的高穩定度（如溫度穩定度優于±1×10^-9@（-20~+70℃）；短穩優于1e^-12），需要采取各種不同的甚至特殊的技術處理方式。

現有技術中，對溫度穩定度要求極高的恒溫晶振一般采用雙槽恒溫技術解決，雙槽控溫結構降低了溫度傳感器和晶體諧振器之間的溫度梯度，因而可以達到很高的控溫精度，這種恒溫方式可以達到10^-10量級的溫度穩定度，但其固有特性決定了該類產品結構設計復雜，裝配調試都較為困難，批生產性不夠。常規的單槽恒溫晶振一般是采用功率管對晶體諧振器和其主振電路進行恒溫處理，功率管直接對晶體諧振器直接加熱，這樣也可以獲得小系數10^-9量級的頻率溫度穩定度（如目前民用通信市場大量采用的二級鐘），該類產品具有功耗低，穩定時間快的優點，但由于采用直接對諧振器加熱恒溫的方式，熱容量較小，導致晶振輸出信號頻率對環境溫度的波動比較敏感，產品的短期頻率穩定度（阿倫方差）指標難以進一步提高。

實用新型內容

針對上述現有技術中的問題，本實用新型提供一種設計合理、結構簡單、調試簡單、以簡便的單槽恒溫技術實現較高溫度穩定度和短期頻率穩定度的單槽恒溫晶振的控溫結構。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種單槽恒溫晶振的控溫結構，包括設置有晶體振蕩電路的第一PCB板，將第一PCB板和晶體振蕩電路均容納于其內的恒溫槽，用于安裝恒溫槽的第二PCB板，以及包含有兩個溫度傳感器RT1、RT2和功率管的控溫電路，其中，溫度傳感器RT1位于恒溫槽內并與之熱連接，功率管設置于恒溫槽外壁，溫度傳感器RT2和控溫電路中的其他剩余部件安裝于第二PCB板上，且溫度傳感器RT2位于恒溫槽外部。所述晶體振蕩電路主要由晶體諧振器及其振蕩電路構成。

進一步地，所述溫度傳感器RT2與恒溫槽之間存在0.5~2mm的間隙。

更進一步地，所述間隙為開設于第二PCB板上的間隙槽。

作為一種優選，所述間隙的距離為1mm。

作為一種優選，所述功率管為2個，分別位于恒溫槽外壁的兩對側。

進一步具體地，所述恒溫槽包括與第二PCB板連接的槽體，以及配合槽體和第二PCB板將槽內空間封閉的蓋板。

進一步具體地，所述控溫電路包括反相輸入端與溫度傳感器RT1連接的運算放大器U1，連接于運算放大器U1反相輸入端與電源VREF之間的電阻R5，依次串聯后與電阻R5并聯的電阻R7和電阻R9，連接于運算放大器U1同相輸入端與電源VREF之間的電阻R3，一端與運算放大器U1同相輸入端連接且另一端接地的電阻R4，以及兩端分別與運算放大器U1反相輸入端和輸出端連接的電阻R13，其中，功率管與運算放大器U1輸出端連接，電源VREF通過電阻R10為運算放大器U1供電，所述溫度傳感器RT2一端接地且另一端連接于電阻R7和電阻R9之間。

更進一步地，所述功率管包括一端與運算放大器U1輸出端連接的電阻R2，基極與電阻R2另一端連接且集電極接地的三極管Q1，以及連接于三極管Q1發射極與電源VCC之間的電阻R1；

或者，所述功率管包括一端與運算放大器U1輸出端連接的電阻R12，基極與電阻R12另一端連接且集電極接地的三極管Q2，以及連接于三極管Q2發射極與電源VCC之間的電阻R11。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

（1）本實用新型通過兩個溫度傳感器感應恒溫槽的溫度，其中RT1感應恒溫槽內部溫度，其控溫點設置晶體諧振器的拐點附近，RT2感應恒溫槽外部的環境溫度變化，其控溫點設在溫度變化范圍的中心值，利用兩個溫度傳感器之間的溫度梯度來達到精密控制晶體振蕩電路的恒溫溫度，使恒溫槽的溫度控制精度能夠達到千分之幾度，有效提高了恒溫晶振的溫度穩定度，具有實質性特點和進步，并且本實用新型結構簡單，設計合理，調試簡單，使用靈活，具有廣泛的市場應用前景，適合推廣應用。