压控温补晶体振荡器

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1、2008全国频率控制技术年会论文集一287一’压控温补晶体振荡器张文捷(武汉海创电子股份有限公司)摘要随着’VCXO在通讯、导航、雷达、移动通讯、程控电话、测量仪表等电子设备中的应用，对VCXO提出了更高的要求；集中表现在频率稳定度高、调频范围宽、线性度优、相位噪声低等方面。介绍了一种采用温度补偿技术从而在较宽的线性调频范围内具有良好频率稳定度的压控晶体振荡器一压控温补晶体振荡器(VCTCXO)。阐述了VCTCXO的T作原理，并针对频率稳定度、调频范围、线性度、相位噪声等问题提出改善压控温补晶体振荡器性能的具体措施。关键词压控温补晶体振荡器稳定度压

2、控范围线性度相位噪声Voltage-controlledTemperatureCompensatedCrystalOscillatorZHANGWen-jieAbstractCurrentrequirementsforcommunication，navigationtradar，mobilecommunication，programmedtelephoneandmeasuredinstrumentdevicesdemandVCXOwithhish．performance．Itincludeshishfrequencystability、wideva

3、riablefrequencyrange、excellentlinearityandlowphasenoise．Thestudyasfollowsintroducedavoltage-controlledcrystaloscillator(vcxo)addedthetemperaturecompensationtechnologywhichincludeshighfrequencystabilityinwidevariablefrequencyrange--voltage-controlledtemperaturecompensatedcrysta

4、loscillator(VCTCXO)．ThestudyexpoundedtheworkingprincipleofVCTCXO，andsupposedtheconcretemeasurestoimprovetheperformanceoftheVCTCXOattheaspectoffrequencystability、variablefrequencyrange、linearityandphasenoiseetc．KeywordsVoltage-controlledtemperaturecompensatedcrystaloscillator(V

5、CTCXO)StabilityVoltage—controlledrangeLinearityPhasenoise．1引言VCXO主要由晶体、变容二极管和放大器等组成，其工作原理是通过外加电压来改变变容二极管的电容，从而控制晶振的频率，以达到频率调制的目的。所采用的石英晶体的频率会随温度变化而发生改变。在使用温度范围宽、频率稳定度要求高的情况下，则需对其频率温度特性进行温度补偿，提高其频率一温度稳定度，这种晶振称为压控温补晶体振荡器，以下简称VCTCXO。我们研制的压控温补晶体振荡器的主要技术指标如下：标称频率：10．000MHz；频率一温度稳定度

6、：≤10×10“(工作温度范围：一55℃～105℃)；调频电压范围：0～12V；调制频偏：≥±1200Hz(中心电压：6V)；频偏线性度：≤5％(正调制)；相位噪声：优于一135dBc／Hz@lkHz。上述指标难点在于要求在一55℃一105℃宽温范围内达到较高的频率一温度稳定度、并具有灵敏的压控特性和优良的相位噪声特性。为了达到指标要求，主要采取如下措施：1)采用串联电感展频的变容二极管调频电路，这样设计的VCTCXO具有良好的稳定性和较大的压控范围，利用计算机辅助设计确定变容二极管的最佳工作点，以获得优良的频偏线性度；2)相位噪声：从元器件的选取

7、和电路设计上达到低相躁指标。3)采用温度补偿网络调节补偿支路变容二极-288-2008全国频率控制技术年会论文集管的电压，改变变容二极管的容值从而对晶振进行频率一温度补偿，可获得良好的频率一温度稳定度。2电路原理分析VCTCXO是通过控制变容二极管电压的变化达到对晶体振荡器输出频率的控制，其基本原理就是利用电压的变化来改变变容二极管的容值即改变了晶体的负载电容，从而改变晶体振荡器的输出频率，下面对组成VCTCXO的几个方面进行分析。其工作方框图表示如图l所示。石莫晶体谐摄馨匝越囱图1VCTCXO方框图2．1石英晶体谐振器本次研制产品是10MHz压控

8、温补晶振，为得到较大的调频范围和良好的频率一温度稳定特性选用了基频振荡模式，AT切型倒边晶片，在考虑了产品尺寸要求和寄生抑