当前位置:首页银河百科 │ 恒温晶振

恒温晶振

  • 浏览次数:1809次
  • 发布时间:2016/2/3 15:44:03
  • 作者:ljl_yinhe
定义
恒温晶振是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器,原理是内部温度控制电路对温度进行恒温控制,使内部石英谐振器的频率温度系数最小,让晶振达到最高的频率稳定度。
1
恒温晶振概述

  石英谐振器在使用中最首要的问题就是频率温度特性。当石英谐振器的工作温度变化时,其晶格发生变形,从而导致频率变化。石英谐振器的频率温度系数虽然较小,但仅限于较窄的温度范围,当温度范围较宽时,石英谐振器的频率都随温度而有一定的变化。

  恒温晶体振荡器(OCXO)简称恒温晶振,是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器。目前,高端的恒温晶振的性能接近铷原子钟的水平。

2
恒温晶振的组成

  它在老化率、温度稳定性、长期稳定度和短期稳定度等方面的性能都非常好,作为精密的时频信号源被广泛用于全球定位系统、通信、计量、频谱及网络分析仪等电子仪器中。目前,绝大多数高稳定度晶体振荡器都采用了将晶体恒温的方法,使用精密的恒温控制槽,将槽内温度调节到晶体谐振器的零温度系数点上。这样,能最大限度地克服温度对晶体振荡器频率的影响,被广泛用作标准频率源。恒温晶体振荡器包括以下几个基本组成部分:

01高精密的石英谐振器

  石英谐振器是振荡电路的核心元件。正确选择切角是制作频率温度系数好的石英谐振器的必要条件,特别是在宽温度范围内使用的石英谐振器更是如此。目前恒温晶体振荡器中常用的石英谐振器有AT切和SC切两种。它们具有频率温度系数小,Q值高,老化效应小等特点。

02稳定的振荡电路

  由于恒温晶体振荡器要求频率稳定度高,除了在控温电路方面要达到一定的控温精度外,振荡电路本身稳定性也是起决定性作用的。恒温晶体振荡器中振荡电路的基本功能就是把直流电能转变成具有一定频率、幅度且频率高度稳定的交流电能,这种转换是在石英谐振器的参与下进行的。其中最突出的问题就是频率的稳定性。所以分析、设计振荡电路都以此为前提。

03结构完善、温控良好的精密恒温箱

  精密恒温箱是由恒温槽,温度控制电路及其它辅助装置组成的恒温系统。在晶体振荡器中,用来使石英谐振器和有关电路元件保持恒温。其作用是把石英谐振器的温度稳定在石英谐振器的拐点温度处,从而充分发挥拐点温度附近石英谐振器的频率温度系数小的特性,使其得到合理使用。设计一个符合要求的恒温槽和选择一个性能良好的温度控制电路对稳定频率起着举足轻重的作用。因此一个高稳定的晶体振荡器,不但应具有稳定的振荡电路,而且还必须有性能良好的恒温箱来保证其频率的稳定,两者缺一不可。随着对晶体振荡器稳定度要求的逐步提高,对恒温箱的控温精度要求也越来越高。

  温度控制电路根据温度传感器所测得的温度对恒温槽内的温度进行控制,使恒温槽内石英谐振器的温度稳定在石英谐振器的拐点温度处,从而充分发挥拐点温度附近石英谐振器的频率温度系数最小的特性,以提高频率的稳定度。


上一篇:原子钟

下一篇:无线充电技术