發(fā)布日期：2019-11-20
描述了一種新型有源晶振（OCXO）的設(shè)計(jì)方案，在有源晶振（OCXO）研究基礎(chǔ)上，通過對(duì)控溫電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并采用熱敏網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償技術(shù)，以恒溫控制為主，溫度補(bǔ)償為輔，先進(jìn)行恒溫控制，再進(jìn)行溫度補(bǔ)償。兩者相互結(jié)合取得優(yōu)良的溫頻特性。新型有源晶振的工作電壓僅為5V。其溫度-頻率特性及相位噪聲分別達(dá)到≤±1ppb（-40～+70℃）和≤-158dBc/Hz@1kHz的指標(biāo)。穩(wěn)態(tài)功耗僅為1.2W，體積為36*27*12.7mm。
石英晶體振蕩器是無線電設(shè)備的核心部件，是通信、廣播、雷達(dá)、電子對(duì)抗、遙控遙測(cè)及許多測(cè)量儀器必不可少的部件，其中恒溫晶體振蕩器（OCXO）是一種頻率穩(wěn)定性[敏感詞]的高精密晶體振蕩器（蔣松濤，一種小型超低相噪有源晶振的設(shè)計(jì)：壓電與聲光，2015）。大量應(yīng)用于高端通訊設(shè)備中。目前溫頻特性要達(dá)到10-9～10-11數(shù)量級(jí)普遍采用雙層恒溫技術(shù)。存在預(yù)熱時(shí)間長，體積大，功耗高等缺點(diǎn)（趙聲衡，晶體振蕩器：科學(xué)出版社，2008）。本文描述了一種恒溫控制為主，溫度補(bǔ)償為輔，兩者相結(jié)合的新型OCXO設(shè)計(jì)方案。并成功研制了體積為36×27×12.7（mm），溫度穩(wěn)定度優(yōu)于±1×10-9的小體積低功耗有源晶振。
有源晶振溫頻特性：有源晶振是一種基于壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。其晶片切型有很多種，包括AT切、SC切、BT切等。其中比較常用、生產(chǎn)較成熟的是AT切和SC切。
SC切諧振器的顯著特點(diǎn)是其頻率與溫度之間有近似的三次函數(shù)關(guān)系，因而它具有零溫度系數(shù)點(diǎn).
有源晶振的頻率受溫度影響的關(guān)系：f為頻率標(biāo)稱值，Δfs/f為晶體的溫度系數(shù)，由晶體的切型和角度所決定，選擇合適的切角，可以得到具有零溫度系數(shù)的晶體。