[發明專利]一種石英晶體振蕩器調頻電路

有效

• 申請號: 202010150068.3
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111342804B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 陳向東;丁星
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H03H9/19
• 分類號: H03H9/19;H03H3/02
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 鐘玉巧

本發明公開一種石英晶體振蕩器調頻電路，應用于電子與電路技術領域，為解決現有技術中存在的只能在高于所采用的石英晶體基礎頻率的區域進行調頻，無法將頻率調制到低于石英晶體基礎頻率的頻率點的問題；本發明在傳統石英晶體振蕩器調頻電路的基礎上，引入了偏置電感，利用偏置電感與調頻電容形成并聯連接，再與石英晶體形成串聯連接，實現了可在低于石英晶體基礎頻率的區域內調制頻率；克服了傳統石英晶體振蕩器調頻電路只能在高于石英晶體基礎頻率的區域內進行調節的缺點。

技術領域

本發明屬于電子與電路技術領域，特別涉及一種石英晶體振蕩器調頻技術。

背景技術

可調頻石英晶體振蕩器是一種振蕩頻率可隨外加控制信號改變而改變頻率的振蕩器，它的特點是既能保持較高的頻率穩定性，又能得到較寬的頻率控制范圍，其廣泛應用于通訊、導航、雷達、宇航、頻標時標信號源以及無線電測量等領域中。傳統的石英晶體振蕩器調頻電路僅利用調頻電容來實現，如專利CN101729023B公開了一種壓控晶體振蕩器技術，該發明采用電壓調控變容二極管的容值，實現晶體振蕩器調頻目的，但是該技術方案只能在高于所采用的石英晶體基礎頻率的區域進行調頻，無法將頻率調制到低于石英晶體基礎頻率的頻率點。因此，提供一種石英晶體振蕩器調頻電路，能夠擴展石英晶體振蕩器的頻率調諧范圍，將頻率調制到低于石英晶體基礎頻率的頻率點，具有一定的實際價值。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種石英晶體振蕩器調頻電路，在傳統石英晶體振蕩器調頻電路的基礎上，引入了偏置電感，使得振蕩器頻率可在低于石英晶體基礎頻率的區域內進行調節。

本發明采用的技術方案為：一種石英晶體振蕩器調頻電路，包括：偏置電感1、調頻電容2、石英晶體3及振蕩器4；所述振蕩器4的第一端與石英晶體3第一端連接，振蕩器4的第二端作為頻率輸出端；石英晶體3第二端與調頻電容2第一端連接，調頻電容2第二端與振蕩器4第二端連接，偏置電感1與調頻電容2并聯。

頻率輸出端的諧振頻率F計算式為：

其中，Y＝LC/L_t+1，L表示石英晶體的慣性質量，C表示石英晶體的機械彈性，C₀表示石英晶體的靜態電容，L_t為偏置電感，C_x為調頻電容。

所述偏置電感為基于PCB工藝制作的平面螺旋電感器。

偏置電感取值范圍為1nH-100mH。

所述調頻電容2為電容陣列20，所述電容陣列20包括：組件以及與組件并聯的電容器C0，所述組件包括若干并聯單元，每個并聯單元包括一個電容器與一個低電阻模擬開關，所述電容器與低電阻模擬開關串聯。

所述若干個并聯單元中的電容器的等效電容值從1pF變化至10pF。

所述調頻電容2還可以為可變電容或變容二極管。

本發明的有益效果：本發明利用偏置電感與調頻電容形成并聯連接，再與石英晶體形成串聯連接，實現了可在低于石英晶體基礎頻率的區域內調制頻率；本發明與傳統的石英晶體振蕩器調頻電路相比，擴展了石英晶體振蕩器調頻電路的頻率調制范圍；本發明具有結構簡單，制作方便，頻率穩定性好等優點。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種石英晶體振蕩器調頻電路的電路結構圖。

圖2為本發明實施例中電容陣列的結構示意圖。

圖3為本發明實施例中石英晶體振蕩器調頻電路的等效電路模型圖。

圖4為本發明實施例中石英晶體振蕩器調頻電路的調頻曲線示意圖。

圖5為本發明實施例提供的傳統石英晶體振蕩器調頻電路對應的調頻曲線示意圖。