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一种基于门振荡电路的恒温晶振设计
作者：孙晓英
来源：《电子技术与软件工程》2015年第17期
摘 要
门电路振荡器是一种新型的振荡器，本文介绍了基于门振荡电路的恒温晶振设计方法，对其电路的组成部分振荡电路、控温电路、稳压电路、放大电路等进行了详细分析，并给出了研制晶振的测试结果，结果表明恒温晶振在体积为36mm×27mm×13mm的情况下，其相位噪声、频率温度稳定性等技术指标达到了预期的研制目标。 【关键词】恒温晶振 门振荡电路 超低相位噪声 高稳定度 1 引言
晶体振荡器是电子装备的核心器件，可广泛应用于雷达、电子对抗、通讯、航天测控等系统中，近年来，各类工程对具有低相位噪声、高稳定性、小体积和良好一致性的晶振提出了批量配套的需求。对此，本文研制出了一种基于门振荡电路的小型超低相噪恒温晶振（标称频率为10MHz，体积为36mm×27mm×13mm），并对该电路进行了电路设计分析，测试结果表明在小体积条件下可实现晶振超低相噪和高稳定度的研制目标。 2 电路设计
该电路采用了如下设计方案，晶体振荡器原理框图如图1所示。电路部分主要由稳压电路、频率调节电路、振荡电路、放大电路、整形电路、控温电路六部分组成。 2.1 振荡电路
振荡电路是整个产品的核心，常用的晶体振荡器电路主要有串联反馈型振荡电路和并联反馈型振荡电路。因并联反馈型振荡电路能够尽量减少杂散电容和分布参数对频率稳定度的影响，电路应用频率范围较宽，频率稳定度较高，故振荡电路采用并联反馈型电容三点式振荡电路方案。但因传统振荡电路中放大器多采用晶体管，偏置电路相对复杂，且晶体管易受到极间电容影响，在高频振荡时容易对振荡状态带来影响；同时晶体管技术参数易受温度变化影响，也会对振荡电路温度系数带来恶化。为解决上述一系列问题，采用逻辑非门振荡电路，其交流等效电路如图2所示：
在逻辑非门振荡电路中，逻辑非门起到反相放大器的作用，它将输入的信号相移大约180°后输出；电容C2和电感L1并联组成B模和泛音抑制网络，在10MHz处等效为电容C2′，晶体谐振器等效为电感，与C1、C2′一起组成π型网络，产生另外180°相移，所以整个环路的相移为360°，从而满足了保持振荡的条件。反馈电阻RF产生负反馈，将反相器设定在
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