晶體振蕩器電路的製作方法
2023-07-03 23:12:31
專利名稱：晶體振蕩器電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及晶體振蕩器製造領域，具體涉及一種晶體振蕩器電路。
背景技術：
石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩定度的振蕩器，被廣泛應用於彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統中作為頻率發生器，為數據處理設備產生時鐘信號和為特定系統提供基準信號。恆溫控制晶體振蕩器(OCXO)是目前頻率穩定度和精確度最高的晶體振蕩器，它在老化率、溫度穩定性、長期穩定度和短期穩定度方面的性能都非常優秀，因此，作為精密時頻信號源被廣泛應用在各個領域中。目前恆溫控制晶體振蕩器在常溫下剛通電時，其輸出頻率為內部石英晶體冷態頻率，其與標稱頻率的偏差在200ppm以上。通電後，晶振的輸出頻率隨著恆溫電路對恆溫槽的加熱過程而迅速變化，直到恆溫槽達到穩定的溫度點，恆溫控制晶體振蕩器的輸出頻率一般需要2分鐘以上才能達到與標稱頻率的偏差在2ppm以內，其頻率穩定時間較長，導致使用恆溫控制晶體振蕩器的電路上電後要等待較長的時間才能夠正常工作。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種較短時間即可輸出標稱頻率的晶體振蕩器電路，在保證晶體振蕩器電路性能的同時，縮短電路上電後到正常工作的等待時間。本發明公開了一種晶體振蕩器電路，包括第一晶體振蕩器、第二晶體振蕩器以及輸出控制電路；所述第二晶體振蕩器的頻率穩定時間小於所述第一晶體振蕩器；所述輸出控制電路用於在所述第一晶體振蕩器頻率穩定前輸出第二晶體振蕩器產生的信號，在所述第一晶體振蕩器頻率穩定後輸出第一晶體振蕩器產生的信號。優選地，所述輸出控制電路包括頻率比較電路和輸出切換電路；所述頻率比較電路用於比較所述第一晶體振蕩器和所述第二晶體振蕩器的頻率，在第一晶體振蕩器和所述第二晶體振蕩器頻率差在預定範圍內時觸發切換；所述輸出切換電路用於在頻率比較電路觸發切換後由輸出第二晶體振蕩器信號切換到輸出第一晶體振蕩器的信號。優選地，所述輸出控制電路利用鎖相環、單片機(MCU)、FPGA或CPLD實現。優選地，所述輸出控制電路包括相位比較電路和輸出切換電路；所述相位比較電路用於比較所述第一晶體振蕩器和所述第二晶體振蕩器的相位，在第一晶體振蕩器和所述第二晶體振蕩器相位差在預定範圍內時觸發切換；所述輸出切換電路用於在相位比較電路觸發切換後由輸出第二晶體振蕩器信號切換到輸出第一晶體振蕩器的信號。優選地，所述輸出控制電路利用鎖相環、單片機(MCU)、FPGA或CPLD實現。優選地，所述輸出控制電路包括延時電路和輸出切換電路；
所述延時電路用於在所述晶體振蕩器電路上電預定時間後觸發切換；所述輸出切換電路用於在所述延時電路觸發切換後由輸出第二晶體振蕩器信號切換到輸出第一晶體振蕩器的信號。優選地，述輸出控制電路利用單片機(MCU)、FPGA、CPLD、或延時繼電器實現。優選地，所述第一晶體振蕩器為恆溫控制晶體振蕩器。優選地，所述恆溫控制晶體振蕩器包括恆溫槽，置於所述恆溫槽中的振蕩電路以及連接到恆溫槽的恆溫電路。優選地，所述第二晶體振蕩器為電壓控制晶體振蕩器(VCX0)，溫度補償晶體振蕩 (TCXO)，微機補償晶體振蕩器(MCXO)或溫度補償電壓控制晶體振蕩器(TCVCXO)。本發明通過將穩定性強但頻率穩定時間長的晶體振蕩器和穩定性較弱但頻率穩定時間短的晶體振蕩器通過輸出控制電路結合在一起，在上電後先輸出頻率穩定時間短的晶體振蕩器的信號，待頻率穩定後再切換輸出穩定性強的晶體振蕩器的信號，實現了將兩者優點結合，在保證晶體振蕩電路的工作性能的同時，大大縮短了電路上電後正常工作的等待時間。
圖I是本發明實施例的晶體振蕩器電路的不意圖；圖2是本發明另一實施例的晶體振蕩電路的不意圖；圖3是本發明另一實施例的晶體振蕩電路的不意圖；圖4是本發明另一實施例的晶體振蕩電路的不意圖。
具體實施例方式下面結合附圖並通過具體實施方式
來進一步說明本發明的技術方案。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分。圖I是本發明實施例的晶體振蕩器電路的示意圖。如圖I所示，所述晶體振蕩器電路包括第一晶體振蕩器10、第二晶體振蕩器20以及輸出控制電路30 ;所述第二晶體振蕩器20的頻率穩定時間小於所述第一晶體振蕩器10。所述輸出控制電路30用於在所述第一晶體振蕩器10頻率穩定前輸出第二晶體振蕩器20產生的信號,在所述第一晶體振蕩器頻率10穩定後輸出第一晶體振蕩器10產生的信號。所述輸出控制電路30的輸出端連接到頻率輸出電路40，所述頻率輸出電路用於穩定將輸出控制電路選擇輸出的信號輸出。在本發明的一個優選實施例中，所述第一晶體振蕩器選用恆溫控制晶體振蕩器，所述恆溫控制晶體振蕩器10包括恆溫槽11，置於所述恆溫槽中的振蕩電路12以及連接到恆溫槽的恆溫電路13。圖2是本發明另一實施例的晶體振蕩電路的不意圖。如圖2所不，所述晶體振蕩器電路包括第一晶體振蕩器10、第二晶體振蕩器20以及輸出控制電路30 ;所述第二晶體振蕩器20的頻率穩定時間小於所述第一晶體振蕩器10。
所述輸出控制電路30通過比較第一晶體振蕩器10和第二晶體振蕩器20的頻率差判斷第一晶體振蕩器10是否達到頻率穩定。所述輸出控制電路30包括頻率比較電路31和輸出切換電路32 ；所述頻率比較電路31用於比較所述第一晶體振蕩器10和所述第二晶體振蕩器20的頻率，在第一晶體振蕩器10和所述第二晶體振蕩器20的頻率差在預定範圍內時觸發切換。由於第二晶體振蕩器20具有較短的頻率穩定時間，其在上電後很短時間就會穩定輸出標定頻率，此時，通過周期性地或連續地比較第一晶體振蕩器10和第二晶體振蕩器20的信號頻率判斷兩者的頻率差是否位於預定範圍內，也即比較第一晶體振蕩10的信號頻率是否達到標定頻率，如果兩者頻率差在預定範圍內，說明第一晶體振蕩10的信號頻率已經穩定，可以進行切換操作。所述輸出切換電路32用於在頻率比較電路觸發切換後由輸出第二晶體振蕩器20的信號切換到輸出第一晶體振蕩器10的信號。圖2並不用於限制頻率比較電路31和輸出切換電路32的連接關係，兩者可以如圖2所示，由頻率比較電路31連接到第一、第二晶體振蕩器10、20，再由頻率比較電路31將晶體振蕩器的信號以及切換觸發信號輸出到輸出切換電路34。也可以頻率比較電路31、輸出切換電路32同時與第一、第二晶體振蕩器10、20連接，頻率比較電路31僅將切換觸發信號輸出到輸出切換電路32。優選地，所述輸出控制電路利用鎖相環、單片機(MCU)、FPGA或CPLD實現。優選地，所述第一晶體振蕩器10選用恆溫控制晶體振蕩器，所述恆溫控制晶體振蕩器10包括恆溫槽11，置於所述恆溫槽中的振蕩電路12以及連接到恆溫槽的恆溫電路13。圖3是本發明另一實施例的晶體振蕩電路的不意圖。如圖3所不，所述晶體振蕩 器電路包括第一晶體振蕩器10、第二晶體振蕩器20以及輸出控制電路30 ;所述第二晶體振蕩器20的頻率穩定時間小於所述第一晶體振蕩器10。所述輸出控制電路30通過比較第一晶體振蕩器10和第二晶體振蕩器20的相位差判斷第一晶體振蕩器10是否達到頻率穩定。所述輸出控制電路30包括相位比較電路33和輸出切換電路34。所述相位比較電路33用於比較所述第一晶體振蕩器10和所述第二晶體振蕩器20的相位，在第一晶體振蕩器10和所述第二晶體振蕩器20的相位差在預定範圍內時觸發切換。由於第二晶體振蕩器20具有較短的頻率穩定時間，其在上電後很短時間就會穩定輸出標定頻率，此時，通過周期性地或連續地比較第一晶體振蕩器10和第二晶體振蕩器20的信號相位判斷兩者的頻率是否相同或幾乎相同，也即比較第一晶體振蕩10的信號相位是否與標定頻率相位相同(相位相同則頻率必然相同)，如果兩者相位差在預定範圍內，說明第一晶體振蕩10的信號頻率已經穩定，可以進行切換操作。所述輸出切換電路34用於在相位比較電路觸發切換後由輸出第二晶體振蕩器20的信號切換到輸出第一晶體振蕩器10的信號。圖3並不用於限制相位比較電路33和輸出切換電路34的連接關係，兩者可以如圖3所示，由相位比較電路33連接到第一、第二晶體振蕩器10、20，再由相位比較電路33將晶體振蕩器的信號以及切換觸發信號輸出到輸出切換電路34。也可以相位比較電路33、輸出切換電路34同時與第一、第二晶體振蕩器10、20連接。相位比較電路33僅將切換觸發信號輸出到輸出切換電路34。優選地，所述輸出控制電路利用鎖相環、單片機(MCU)、FPGA或CPLD實現。優選地，所述第一晶體振蕩器10選用恆溫控制晶體振蕩器，所述恆溫控制晶體振蕩器10包括恆溫槽11，置於所述恆溫槽中的振蕩電路12以及連接到恆溫槽的恆溫電路13。圖4是本發明另一實施例的晶體振蕩電路的不意圖。如圖4所不，所述晶體振蕩器電路包括第一晶體振蕩器10、第二晶體振蕩器20以及輸出控制電路30 ;所述第二晶體振蕩器的頻率穩定時間小於所述第一晶體振蕩器。所述輸出控制電路30根據電路上電時間判斷第一晶體振蕩器10是否達到頻率穩 定。由於晶體振蕩器本身的特徵，每個種類的晶體振蕩器均具有固定的頻率穩定時間，即上電後到穩定輸出標定頻率的時間間隔。本實施例利用上電後經過的時間判斷第一晶體振蕩器10頻率是否穩定。所述輸出控制電路30包括延時電路35和輸出切換電路36。所述延時電路35用於在所述晶體振蕩器電路上電預定時間後觸發切換；所述輸出切換電路36用於在所述延時電路35觸發切換後由輸出第二晶體振蕩器20的信號切換到輸出第一晶體振蕩器10的信號。圖4並不用於限制延時電路35和輸出切換電路36的連接關係，兩者可以如圖4所示，由延時電路35連接到第一、第二晶體振蕩器10、20，再由延時電路35將晶體振蕩器的信號以及切換觸發信號輸出到輸出切換電路36。也可以延時電路35、輸出切換電路36同時與第一、第二晶體振蕩器10、20連接。延時電路35僅將切換觸發信號輸出到輸出切換電路36。優選地，所述輸出控制電路利用單片機(MCU)、FPGA, CPLD或延時繼電器實現。優選地，所述第一晶體振蕩器10選用恆溫控制晶體振蕩器，所述恆溫控制晶體振蕩器10包括恆溫槽11，置於所述恆溫槽中的振蕩電路12以及連接到恆溫槽的恆溫電路13。本領域技術人員可以理解，還可以採用計算第一晶體振蕩器10的其它參數的方式來確定所述第一晶體振蕩器10是否已經達到頻率穩定，輸出標定頻率。在本發明的所有實施例中，第二晶體振蕩器20可以選用頻率穩定時間極短的電壓控制晶體振蕩器(VCXO)，溫度補償晶體振蕩(TCXO)，微機補償晶體振蕩器(MCXO)或溫度補償電壓控制晶體振蕩器(TCVCXO )。本發明通過將穩定性強但頻率穩定時間長的晶體振蕩器和穩定性較弱但頻率穩定時間短的晶體振蕩器通過輸出控制電路結合在一起，在上電後先輸出頻率穩定時間短的晶體振蕩器的信號，待頻率穩定後再切換輸出穩定性強的晶體振蕩器的信號，實現了將兩者優點結合，在保證晶體振蕩電路的工作性能的同時，大大縮短了電路上電後正常工作的等待時間。
以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，對於本 領域技術人員而言，本發明可以有各種改動和變化。凡在本發明的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種晶體振蕩器電路，包括第一晶體振蕩器、第二晶體振蕩器以及輸出控制電路；所述第二晶體振蕩器的頻率穩定時間小於所述第一晶體振蕩器； 所述輸出控制電路用於在所述第一晶體振蕩器頻率穩定前輸出第二晶體振蕩器產生的信號，在所述第一晶體振蕩器頻率穩定後輸出第一晶體振蕩器產生的信號。
2.根據權利要求I所述的晶體振蕩器電路，其特徵在於，所述輸出控制電路包括頻率比較電路和輸出切換電路； 所述頻率比較電路用於比較所述第一晶體振蕩器和所述第二晶體振蕩器的頻率，在第一晶體振蕩器和所述第~■晶體振蕩器頻率差在預定範圍內時觸發切換； 所述輸出切換電路用於在頻率比較電路觸發切換後由輸出第二晶體振蕩器的信號切換到輸出第一晶體振蕩器的信號。
3.根據權利要求2所述的晶體振蕩器電路，其特徵在於，所述輸出控制電路利用鎖相環、單片機(MCU)、FPGA或CPLD實現。
4.根據權利要求I所述的晶體振蕩器電路，其特徵在於，所述輸出控制電路包括相位比較電路和輸出切換電路； 所述相位比較電路用於比較所述第一晶體振蕩器和所述第二晶體振蕩器的相位，在第一晶體振蕩器和所述第二晶體振蕩器相位差在預定範圍內時觸發切換； 所述輸出切換電路用於在相位比較電路觸發切換後由輸出第二晶體振蕩器信號切換到輸出第一晶體振蕩器的信號。
5.根據權利要求4所述的晶體振蕩器電路，其特徵在於，所述輸出控制電路利用鎖相環、單片機(MCU)、FPGA或CPLD實現。
6.根據權利要求I所述的晶體振蕩器電路，其特徵在於，所述輸出控制電路包括延時電路和輸出切換電路； 所述延時電路用於在所述晶體振蕩器電路上電預定時間後觸發切換； 所述輸出切換電路用於在所述延時電路觸發切換後由輸出第二晶體振蕩器的信號切換到輸出第一晶體振蕩器的信號。
7.根據權利要求I所述的晶體振蕩器電路，其特徵在於，述輸出控制電路利用單片機(MCU)、FPGA、CPLD或延時繼電器實現。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的晶體振蕩器電路，其特徵在於，所述第一晶體振蕩器為恆溫控制晶體振蕩器。
9.根據權利要求8所述的晶體振蕩器電路，其特徵在於，所述恆溫控制晶體振蕩器包括恆溫槽，置於所述恆溫槽中的振蕩電路以及連接到恆溫槽的恆溫電路。
10.根據權利要求1-7中任一項所述的晶體振蕩器電路，其特徵在於，所述第二晶體振蕩器為電壓控制晶體振蕩器(VCXO)、溫度補償晶體振蕩(TCXO)、微機補償晶體振蕩器(MCXO )或溫度補償電壓控制晶體振蕩器(TCVCXO )。
全文摘要
本發明公開了一種晶體振蕩器電路，所述晶體振蕩器電路包括第一晶體振蕩器、第二晶體振蕩器以及輸出控制電路；所述第二晶體振蕩器的頻率穩定時間小於所述第一晶體振蕩器；所述輸出控制電路用於在所述第一晶體振蕩器頻率穩定前輸出第二晶體振蕩器產生的信號，在所述第一晶體振蕩器頻率穩定後輸出第一晶體振蕩器產生的信號。所述晶體振蕩器電路在保證晶體振蕩電路的工作性能的同時，大大縮短了電路上電後正常工作的等待時間。
文檔編號H03B5/04GK102868365SQ201210376628
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者王丹 申請人:廣東大普通信技術有限公司