恒溫晶體振蕩器OCXO( Oven Controlled Crystal Oscillator),是目前頻率穩(wěn)定度和精確度最高的晶體振蕩器。它在老化率、溫度穩(wěn)定性、長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度等方面的性能都非常好,作為精密的時(shí)頻信號(hào)源被廣泛用于全球定位系統(tǒng)通信、計(jì)量、頻譜及網(wǎng)絡(luò)分析儀等電子儀器中。目前,絕大多數(shù)高穩(wěn)定度晶體振蕩器都采用了將晶體恒溫的方法,使用精密的恒溫控制槽,將槽內(nèi)溫度調(diào)節(jié)到晶體諧振器的零溫度系數(shù)點(diǎn)上。這樣,能最大限度地克服溫度對(duì)石英晶體振蕩器頻率的影響,被廣泛用作標(biāo)準(zhǔn)頻率源。恒溫晶體振蕩器包括以下幾個(gè)基本組成部分。

1.高精密的石英諧振器
　石英晶體諧振器是振蕩電路的核心元件。正確選擇切角是制作頻率溫度系數(shù)好的石英晶體諧振器的必要條件,特別是在寬溫度范圍內(nèi)使用的石英諧振器更是如此。目前恒溫晶體振蕩器中常用的石英諧振器有AT切和SC切兩種。它們具有頻率溫度系數(shù)小,Q值高,老化效應(yīng)小等特點(diǎn)。

2.穩(wěn)定的振蕩電路
　由于恒溫晶體振蕩器要求頻率穩(wěn)定度高,除了在控溫電路方面要達(dá)到一定的控溫精度外,振蕩電路本身穩(wěn)定性也是起決定性作用的。恒溫晶體振蕩器中振蕩電路的基本功能就是把直流電能轉(zhuǎn)變成具有一定頻率、幅度且頻率高度穩(wěn)定的交流電能,這種轉(zhuǎn)換是在石英諧振器的參與下進(jìn)行的。其中最突出的問(wèn)題就是頻率的穩(wěn)定性。所以分析、設(shè)計(jì)振蕩電路都以此為前提。

3.結(jié)構(gòu)完善、溫控良好的精密恒溫箱
　　精密恒溫箱是由恒溫槽,溫度控制電路及其它輔助裝置組成的恒溫系統(tǒng)。在晶體振蕩器中,用來(lái)使石英晶體諧振器和有關(guān)電路元件保持恒溫。其作用是把石英晶體諧振器的溫度穩(wěn)定在石英晶體諧振器的拐點(diǎn)溫度處,從而充分發(fā)揮拐點(diǎn)溫度附近石英晶體諧振器的頻率溫度系數(shù)小的特性,使其得到合理使用。設(shè)計(jì)一個(gè)符合要求的恒溫槽和選擇一個(gè)性能良好的溫度控制電路對(duì)穩(wěn)定頻率起著舉足輕重的作用。因此一個(gè)高穩(wěn)定的晶體振蕩器,不但應(yīng)具有穩(wěn)定的振蕩電路,而且還必須有性能良好的恒溫箱來(lái)保證其頻率的穩(wěn)定,兩者缺一不可。隨著對(duì)石英晶體振蕩器穩(wěn)定度要求的逐步提高,對(duì)恒溫箱的控溫精度要求也越來(lái)越高,目前,頻率穩(wěn)定度在100~10量級(jí)的晶體振蕩器,其恒溫箱的溫度控制精度應(yīng)在0.001℃以?xún)?nèi)。
　　隨著通信技術(shù)的不斷提高,對(duì)恒溫晶振的要求越來(lái)越高,使其不斷向著高精度與高穩(wěn)定化,低噪聲與高頻化、低功耗、快啟動(dòng)、小型化方向發(fā)展。

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