[實(shí)用新型]一種恒溫環(huán)形泛音晶體振蕩器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420519313.3
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN204068868U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅冬;朱立;王勇;唐靜;陳永泰
• 申請（專利權(quán)）人: 常州國光數(shù)據(jù)通信有限公司
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務(wù)所 32225
• 代理人: 孫彬;芮雪萍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種晶體振蕩器，特別是涉及一種恒溫環(huán)形泛音晶體振蕩器。

背景技術(shù)

泛音晶體振蕩器作為一種超高頻頻率源，其廣泛應(yīng)用于定位、通信、計(jì)量、遙測等對頻率穩(wěn)定度要求較高的領(lǐng)域，其具有技術(shù)指標(biāo)高、功耗較大、電路復(fù)雜的特點(diǎn)。

目前，泛音晶體振蕩器常用的電路結(jié)構(gòu)是環(huán)形振蕩電路，其基本原理是通過奇數(shù)個(gè)串聯(lián)反相器的延時(shí)產(chǎn)生振蕩信號。環(huán)形振蕩電路的延時(shí)受工藝誤差影響很大，導(dǎo)致環(huán)形振蕩電路的頻率隨芯片工藝、電源電壓和溫度的漂移而產(chǎn)生較大偏差，又因其無高Q的選頻回路，所出環(huán)形振蕩電路的頻譜純度也較差。但環(huán)形振蕩電路具有結(jié)構(gòu)簡單，高速、低功耗、低成本及低噪聲性能的特點(diǎn)。

所以需要結(jié)合環(huán)形振蕩電路和泛音晶體振蕩器的優(yōu)勢設(shè)計(jì)一種具有老化率低、溫度穩(wěn)定性好、相位噪聲低的高精度恒溫環(huán)形泛音晶體振蕩器。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種恒溫環(huán)形泛音晶體振蕩器，其通過環(huán)形振蕩電路與受恒溫控制模塊控制的泛音晶體相配合，解決了傳統(tǒng)超高頻振蕩電路的電路復(fù)雜、振蕩頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性不高的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種恒溫環(huán)形泛音晶體振蕩器，包括：環(huán)形振蕩電路，以及受恒溫控制模塊控制的泛音晶體；所述環(huán)形振蕩電路包括：三個(gè)環(huán)形連接的反相器；其中，第一、第二反相器的輸出端分別連接第一、第二高Q串聯(lián)諧振回路，且所述第二反相器的輸入端與第二高Q串聯(lián)諧振回路的輸出端之間連接所述泛音晶體。

優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)恒溫控制的目的，所述恒溫控制模塊包括：含有熱敏電阻的取樣電路、由一運(yùn)算放大器構(gòu)成的比例積分網(wǎng)絡(luò)電路、場效應(yīng)管，以及由所述熱敏電阻、場效應(yīng)管、泛音晶體構(gòu)成的熱耦合單元；所述取樣電路適于將熱敏電阻采集的熱耦合單元的溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓值，并將該電壓值輸入至運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器通過驅(qū)動(dòng)場效應(yīng)管，控制場效應(yīng)管的電流，以實(shí)現(xiàn)所述熱耦合單元的溫度調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，為了準(zhǔn)確獲取采樣電壓，所述取樣電路采用電橋電路，所述熱敏電阻采用負(fù)極性電阻，且構(gòu)成一橋臂。

優(yōu)選的，為了起到保護(hù)恒溫控制模塊，避免因電流過大造成場效應(yīng)管損壞；所述恒溫控制模塊還包括：限流保護(hù)電路，所述限流保護(hù)電路包括：晶體管，所述晶體管的集電極與所述比例積分網(wǎng)絡(luò)電路的輸出端相連，該輸出端還與一適于提供過流電壓信號的限流電阻的第一端相連；所述限流電阻的第二端與場效應(yīng)管的柵極相連，所述過流電壓信號適于經(jīng)過電阻相應(yīng)電阻接入至所述晶體管的基極。

優(yōu)選的，進(jìn)一步起到限流保護(hù)作用，所述限流保護(hù)電路還包括一限流穩(wěn)壓二極管，該限流穩(wěn)壓二極管的陰極與所述柵極相連，其陽極接地。

優(yōu)選的，通過壓控電壓實(shí)現(xiàn)諧振頻率微調(diào)，所述環(huán)形振蕩電路還包括：適于微調(diào)環(huán)形振蕩電路諧振頻率的第一、第二微調(diào)電路，所述第一、第二微調(diào)電路的輸入端分別與適于接入壓控電壓的電阻網(wǎng)絡(luò)的兩輸出端相連；所述第一、第二微調(diào)電路的結(jié)構(gòu)相同，且包括：變?nèi)荻O管，與該變?nèi)荻O管相串聯(lián)的電容，所述變?nèi)荻O管與第一電容串聯(lián)后與相應(yīng)的高Q串聯(lián)諧振回路中的電容并聯(lián)；所述變?nèi)荻O管的陰極與所述電阻網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)輸出端相連。

優(yōu)選的，所述第一、第二高Q串聯(lián)諧振回路電容電路的結(jié)構(gòu)相同，且包括：變?nèi)荻O管，與該變?nèi)荻O管相串聯(lián)的第一電容，所述變?nèi)荻O管與第一電容串聯(lián)后與第二電容并聯(lián)；所述變?nèi)荻O管的陰極與所述電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出端相連，所述第一電容與第二電容所連節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)反相器的輸入端相連。

優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)方波和正弦波輸出，所述環(huán)形振蕩電路還包括：適于輸出方波的第一路輸出模塊，適于輸出正弦波的第二路輸出模塊；所述第一路輸出模塊包括：與第三反相器輸出端相連的第一輸出反相器；所述第二路輸出模塊包括：與第三反相器輸出端相連的第二輸出反相器，以及與該第二輸出反相器輸出端相連的高Q串聯(lián)諧振回路。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型通過三個(gè)反相器延遲時(shí)間與兩個(gè)高Q串聯(lián)諧振回路的選頻濾波后，微調(diào)回路參數(shù)，使環(huán)路頻率與泛音晶體的諧振頻率一致，即經(jīng)其選頻濾波后使環(huán)路頻率受泛音晶體的諧振頻率控制，其克服了環(huán)形振蕩電路頻率穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，保證和提高了恒溫環(huán)形泛音晶體振蕩器輸出頻率的精確度和穩(wěn)定性。

(2)通過在環(huán)形振蕩電路中設(shè)置第一、第二微調(diào)電路微調(diào)泛音晶體的諧振頻率，保證了恒溫環(huán)形泛音晶體振蕩器輸出頻率的準(zhǔn)確度。

(3)恒溫環(huán)形泛音晶體振蕩器分別輸出方波和正弦波，滿足了使用中對波形的不同要求。