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SHEN ZHEN HUIYUAN CRYSTAL ELECTRONIC CO., LTD

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有源晶振的温频特性

Release date:2019-11-20

描述了一种新型有源晶振(OCXO)的设计方案,在有源晶振(OCXO)研究基础上,通过对控温电路的优化设计,并采用热敏网络补偿技术,以恒温控制为主,温度补偿为辅,先进行恒温控制,再进行温度补偿。两者相互结合取得优良的温频特性。新型有源晶振的工作电压仅为5V。其温度-频率特性及相位噪声分别达到≤±1ppb(-40~+70℃)和≤-158dBc/Hz@1kHz的指标。稳态功耗仅为1.2W,体积为36*27*12.7mm。

石英晶体振荡器是无线电设备的核心部件,是通信、广播、雷达、电子对抗、遥控遥测及许多测量仪器必不可少的部件,其中恒温晶体振荡器(OCXO)是一种频率稳定性最好的高精密晶体振荡器(蒋松涛,一种小型超低相噪有源晶振的设计:压电与声光,2015)。大量应用于高端通讯设备中。目前温频特性要达到10-9~10-11数量级普遍采用双层恒温技术。存在预热时间长,体积大,功耗高等缺点(赵声衡,晶体振荡器:科学出版社,2008)。本文描述了一种恒温控制为主,温度补偿为辅,两者相结合的新型OCXO设计方案。并成功研制了体积为36×27×12.7(mm),温度稳定度优于±1×10-9的小体积低功耗有源晶振。

有源晶振温频特性:有源晶振是一种基于压电效应实现的机械振动系统。其晶片切型有很多种,包括AT切、SC切、BT切等。其中比较常用、生产较成熟的是AT切和SC切。

SC切谐振器的显著特点是其频率与温度之间有近似的三次函数关系,因而它具有零温度系数点.

有源晶振的频率受温度影响的关系:f为频率标称值,Δfs/f为晶体的温度系数,由晶体的切型和角度所决定,选择合适的切角,可以得到具有零温度系数的晶体。