恒温控制晶体振荡器电气性能指标在设计中的考虑

恒温控制晶体振荡器是当前所有晶体振荡器中频率稳定性最好的一种高精度晶体振荡器。其频率稳定度在不同的温度下一般能达到10-7到10-9。恒温控制晶体振荡器因其高频率稳定性而被广泛应用于通信等要求频率有高精密和高稳定的场合。恒温控制晶体振荡器的优越性能是由产品设计时综合平衡了各项性能指标以及经过严格控制的制造过程来保障的。本文旨在交流如何对恒温控制晶体振荡器各项电气性能指标提出恰当的要求使该产品既能满足技术要求又能节约成本。     

恒温温补石英晶体振荡器

提出了一种恒温温补晶振(OCTCXO)的实现方法,该OCTCXO由两部分组成:温度补偿晶体振荡器(TCXO)和恒温槽。TCXO放置在恒温槽中,恒温槽是一个负反馈自动控制系统,当环境温度小于恒温槽设定的温度时,OCTCXO相当于一个恒温晶体振荡器(OCXO);当环境温度大于恒温槽设定的温度时,恒温槽停止工作,整个OCTCXO的频率-温度稳定性由TCXO决定,由于OCTCXO最高工作温度与恒温槽设定的温度之间的温度区间很小,使得TCXO在该温度区间内的频率-温度稳定性得到较大的改善,从而提高OCTCXO的频率-温度稳定性。实验结果表明,该OCTCXO标称频率10 MHz,在-40～70℃温度范围内频率-温度稳定性为±1×10-7;最大功耗为1.15 W,常温工作时功耗为410 mW;体积为21.0 mm×13.0 mm×5.1 mm。     

基于热仿真的高稳恒温晶振的设计

高精度的恒温结构是设计高稳恒温晶体振荡器的关键，为了获取高稳定的恒温晶振，根据以往的经验，我们设计了3种恒温槽结构，并运用ANSYS Icepak软件对这3种结构进行热仿真，通过仿真结果比较得出最优方案，最终设计出体积为36ｍｍ×27ｍｍ×13ｍｍ的恒温晶体振荡器，其频率温度稳定度≤1x10-9，实践证明，Icepak软件进行恒温晶体振荡器的设计，以优化恒温槽的结构?提高工作效率。     

新型VCOCXO设计

叙述了一种新型的压控恒温晶体振荡器(VCOCXO)的设计方案。在恒温晶体振荡器(OCXO)研究的基础上,通过对芯片的挑选,电路的设计和改进后,研制成温度稳定度小于±5×10-8,频率稳定度达1-0 8数量级,电源电压为 12 V,外形尺寸为35.8 mm×25.7 mm×15 mm的小型高稳晶体振荡器。高度的集成度使电路简化,降低了功耗,提高了器件的可靠性。     

一种高稳定恒温晶振的设计

为了满足对晶体振荡器频率稳定度的较高要求,设计了一种标频为10MHz的高稳定低相噪恒温晶体振荡器。通过分析晶体振荡器的短期稳定度,总结出改善短期稳定度的措施,并根据分析结果进行实际振荡电路的设计,然后借助ADS谐波平衡仿真工具,通过对电路参数的不断优化,最终得到理想的相位噪声仿真曲线并根据优化的最终参数指导设计出实际样品,测试结果表明,频偏在1Hz处的相位噪声为-108dBc/Hz,其1s处的阿伦方差可达1.1E-12,具有很高的稳定性。     

移动通信TCXO及其相关器件进展

众所周知,温度补偿晶体振荡器TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)的特点不仅是体积小和高稳定性,而且同恒温控制晶体振荡器OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)相比还具备可在小电流条件下快速启动的优点。因此,TCXO的应用领域日益扩展,现已延伸到广播、测量、移动通信     

一种超稳晶体振荡器的设计与实现

基于超稳晶体振荡器在导航、卫星、通信、雷达和测绘等领域快速增长的应用需求,通过对各项影响晶振稳定性的因素进行了分析,提出了基于低噪声振荡及高精度控温设计相结合的方法,进行超稳晶体振荡器设计。测试结果表明,设计实现的10 MHz超稳晶体振荡器相噪指标可达到-110dBc/Hz@1 Hz,老化率可达到±2×10~(-10)/天,在-40~70℃,频率温度稳定性达到±5×10~(-10),稳态功耗优于2 W(@25℃)。该晶体振荡器具有工作温度范围宽、低相噪、高稳定度和低功耗的优良特性。     

《电讯技术》专题资料《时间频率技术》题要（十九）

恒温晶体振荡器低老化技术研究（王旭） 从分析恒温晶体振荡器频率老化的原因入手,有针对性地提出了实现恒温晶体振荡器低老化的措施——减小电路元器件老化、降低晶体谐振器的老化率。     

温度补偿式晶体振荡器

在无线电通信设备和电子仪器中,广泛使用各种晶体振荡器。对于那些频率稳定度要求在10~(-7)～10~(-9)数量级作为频率基准应用的场合,都采用高稳定度晶体振荡器。它选用高精度石英谐振器,并置于恒温槽中。虽然它的稳定度很好,但由于电路复杂,功耗大,体积重量也比较大,而且需要较长的预热时间才能得到给定的频率稳定度,因此,应用受到一定限制。而温度补偿式晶体振荡器的体积小,省电,具有比普通晶体振荡器频率稳定度高以及接通电源无需预热时间就能达到预期的稳定度等优点,受到越来越多的重视。     

基于热仿真的高稳恒温晶振的设计

高精度的恒温结构是设计高稳恒温晶体振荡器的关键。为了获取高稳定的恒温晶振,根据以往的经验,我们设计了三种恒温槽结构,并运用ANSYS Icepak软件对这三种结构进行热仿真,通过仿真结果比较得出最优方案,最终设计出体积为36×27×13mm3的恒温晶体振荡器,其频率温度稳定度≤1E-9。实践证明,运用Icepak软件进行恒温晶体振荡器的设计,可以优化恒温槽的结构,提高工作效率。     

基于模糊PID控制算法的恒温石英晶体振荡器

为了提高石英晶体振荡器的频率稳定度,除了选取高性能的谐振器外,对其采取恒温控制方式是保证其稳定震荡的关键。本文给出了一种采用双层恒温槽及采用模糊PID控制算法,外层加温部分控制基础加温,内层加温部分实现精确加温,从而提高恒温石英晶体振荡器的稳定性和启动性的设计方法。同时,在MATLAB环境下建立了数学模型,进行了仿真研究,结果表明采取模糊控制算法和PID控制算法结合的算法比单纯采用PID控制算法温度上升快,超调量小,也更加稳定。     

TC-OCXO技术提供了灵活的性能——新型工艺实现了优于TOXO的稳定牲并制成了低功耗部件

高性能微电路和频率控制产品解决方案制造商C-MAC MicroTechnology公司（位于英国伦敦），开发成功一种用于制造温度补偿型烘箱控制晶体振荡器（TC-OCXO）的新工艺，该工艺将烘箱控制晶体振荡器（OCXO）的高稳定性与温度补偿晶体振荡器（TCXO）菌耗低，体积小和重量轻的特点组合在了一起。采用这种工艺制造的部件最初将面向诸如GPS、     

TC-OCXO技术提供了灵活的性能

高性能微电路和频率控制产品解决方案制造商C-MACMicroTechnology公司(位于英国伦敦),开发成功一种用于制造温度补偿型烘箱控制晶体振荡器(TC-OCXO)的新工艺,该工艺将烘箱控制晶体振荡器(OCXO)的高稳定性与温度补偿晶体振荡器(TCXO)功耗低、体积小和重量轻的特点组合在了一起。采用这种工艺制造的部件最初将面向诸如GPS、卫星通信和安全无线电设备等移动、电池供电和遥控型应用。导致晶体振荡器频率变化的主要原因之一便是环境温度的变化。过去,针对这一问题所采取的将温度补偿与烘箱控制相结合的方法,是采用一个加热器来缩减TCX…     

高稳双层恒温晶振的设计

为了提高晶体振荡器的温频特性,设计了双层恒温高稳定度晶体振荡器。振荡器温控系统采用双层控温结构,通过多点加热和多点感温的方式,改进了恒温槽的设计,极大地改善了产品的频率温度稳定度。同时电路采用SC切晶体谐振器和Colpitts电容三点式振荡电路,提高了产品的短期频率稳定度。通过实际测试,该振荡器温度-频率特性和短期频率稳定度分别达到<±2E ^-10(-30~+70 ℃)和<1E ^-12/s的指标,均比同类产品提高1个量级以上,同时其老化率指标可达<5E ^-11/日。     

小型SC切恒温晶体振荡器的研制

论述了高稳定度、小体积恒温晶体振荡器 (OCXO)的热学结构设计和测温控温方法。采用 SC切三次泛音石英晶体谐振器作为振荡元件 ,利用 DS1 82 0作为温度探测器 ,以 PIC1 6 F84作为微控制器 ,通过 PID算法和脉宽调制技术 (PWM)对振荡电路进行温度调节与控制 ,以达到恒温目的。研制出体积为 40 mm× 40 mm× 1 4mm、频温特性达 1 0 -8的高稳恒温晶体振荡器     

一种同播发射机的基准频率源设计

根据同播系统对同播发射机的要求,提出了一种利用GPS秒时钟修正晶体振荡器频率漂移,实现高稳定度基准频率源的方法.该方法根据数字锁相原理,采用CPLD作数字鉴相器,通过测量GPS秒时钟与压控晶体振荡器(VCXO)时钟间的相位差,并将其转变为直流电压控制晶振频率,取得了频率稳定度优于2×10-9的成果,已成功应用于同播发射机中.     

一种新型120 MHz微机补偿泛音晶体振荡器

提出了一种基于混频技术的新型120 MHz微处理器温度补偿泛音晶体振荡器(MTCOXO)。它是通过一个100 MHz 5次泛音晶体振荡器与一个20 MHz压控晶体振荡器(VCXO)混频,其产物经滤波,最终得到稳定的120 MHz信号。系统采用微处理器控制VCXO,使其直接补偿整个系统频率随温度的偏移,省去了传统高频泛音温度补偿晶体振荡器中的串联电感和倍频环节。在-30~ 75℃温度范围内,该MTCOXO的频率-温度稳定度可达±2.4×10-7。     

TC-OCXO技术提供了灵活的性能新型工艺实现了优于TCXO的稳定性并制成了低功耗部件

高性能微电路和频率控制产品解决方案制造商C-MAC MicroTechnology公司(位于英国伦敦),开发成功一种用于制造温度补偿型烘箱控制晶体振荡器(TC-OCXO)的新工艺,该工艺将烘箱控制晶体振荡器(OCXO)的高稳定性与温度补偿晶体振荡器(TCXO)功耗低、体积小和重量轻的特点组合在了一起.采用这种工艺制造的部件最初将面向诸如GPS、卫星通信和安全无线电设备等移动、电池供电和遥控型应用.     

数据表之外:选择VCXO、TCXO和VCTCXO产品时需考虑的关键参数

当电路设计工程师需要用外部电压使振荡器频率发生小的改变时,电压控制晶体振荡器(voltage-Controlledcrystal oscillator——VCXO)是必须的选择。如果设计者需要更好的频率稳定性并且可以接受小范围的偏差,那么压控温度补偿晶体振荡器(voltage-controlledtemperature compensated     

一种用于TCOCXO的数据修调电路

采用VIS 0.15 pm BCD工艺设计了一款应用于温度补偿恒温晶体振荡器(TCOCXO)专用集成电路(ASIC)的数据修调电路.该数据修调电路由逻辑控制电路和一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)构成,主要功能是完成TCOCXO ASIC中温度补偿的控制及实现芯片的多模式工作.与通过模拟函数发生器实现的补偿方式相比,使用该数据修调电路实现的温度补偿方法可以实现更高的补偿精度和更小的芯片面积.通过该电路对TCOCXO ASIC进行调试与配置,搭载该ASIC的晶体振荡器在温度为-40～85℃时频率-温度稳定度可达±5×10-9.TCOCXO ASIC的测试结果表明,这种修调方法在减小芯片面积的同时可以实现更高精度的频率-温度补偿.