超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路的製作方法

2023-10-09 07:30:24 3

專利名稱：超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及晶體振蕩器技術，特別是涉及一種超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路的技術。
背景技術：
恆溫槽晶振簡稱恆溫晶振，英文簡稱為OCXO (Oven Controlled CrystalOscillator)，是利用恆溫槽使石英晶體諧振器的溫度保持恆定，將由周圍溫度變化引起的輸出頻率變化量減到最小的晶體振蕩器。恆溫晶振是高端的頻率基礎部件，作為信號源基準，廣泛應用於通信、軍工、儀器設備領域。在雷達和儀器設備方面尤其需要超低相位噪聲恆溫晶體振蕩器，以便雷達識別更小的目標，儀器有更高的精度。恆溫晶振主要由晶體諧振器、晶體振蕩電路、低噪聲穩壓電路、溫控電路組成。晶 體振蕩電路結構決定了產品的相位噪聲性能，放大電路產生自激振蕩需滿足相位和幅度兩個條件一是放大電路增益必須大於反饋網絡能量損失、二是反饋網絡整體相移為O度或整數倍360度，超低相位噪聲振蕩器的關鍵之一是如何在保證老化的基礎上提高晶體諧振器激勵功率和提聞晶體有載Q值(Qualityi Factor,品質因素)。現有的晶體振蕩電路主要有考畢振蕩電路(參見圖2)、巴特勒振蕩電路(參見圖3)、皮爾斯振蕩電路(參見圖4)。現有的晶體振蕩電路中，晶體諧振器都作為諧振網絡的一部分，因此ESR值(Equivalent series resistance,等效電阻)都較大,不能激勵大功率振蕩，而且晶體諧振器有載Q值低，利用率不高，使得相位噪聲也較高。
實用新型內容針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能激勵大功率振蕩,且相位噪聲低的超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路。為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路，包括晶體諧振器、低相噪三極體，其特徵在於還包括一旁路電容、一諧振電感、一輸出電容，及兩個反饋電容；所述兩個反饋電容分別為第一反饋電容、第二反饋電容；所述低相噪三極體的基極經第一反饋電容接到地，並依次經一反饋電感、一偏置電阻接到低相噪三極體的集電極；所述旁路電容與偏置電阻並接；所述低相噪三極體的集電極經第二反饋電容接到地；所述晶體諧振器的兩端分別為第一連接端、第二連接端，晶體諧振器的第一連接端接到低相噪三極體的發射級，並依次經一濾波電感、一濾波電阻接到地，晶體諧振器的第二連接端經一壓控電阻接外部輸入的壓控電壓；所述諧振電感與晶體諧振器並接；所述輸出電容的一端構成振蕩電路輸出端，另一端經一變容管接到晶體諧振器的第二連接端，並經一變容管工作電阻接到地。[0015]進一步的，所述低相噪三極體的基極依次經一鉗位迴路、一激勵功率調節電容接到地。進一步的，所述低相噪三極體的集電極經另一濾波電感分別接外部輸入的供電電壓，及接一濾波電容到地。本實用新型提供的超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路，與現有晶體振蕩電路以晶體諧振器作為諧振網絡不同，在主振迴路未包括晶體諧振器，而是普通的LC振蕩，由於LC振蕩的反饋網絡Q值(品質因素)及ESR值(等效電阻)小，因此能激勵大功率振蕩，且輸出的頻率信號相位噪聲也較低，晶體諧振器作為LC振蕩輸出的濾波器使用，提高了晶體諧振器有載Q值，並通過諧振電感消除晶體諧振器的晶體靜態電容，LC振蕩輸出的低噪聲頻率信號經晶體諧振器濾波後能達到更低的相位噪聲，可實現超低相位噪聲的頻率信號，可應用於雷達系統提高系統性能。

·[0018]圖I是本實用新型實施例的超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路的電路圖；圖2是現有的考畢振蕩電路的電路圖；圖3是現有的巴特勒振蕩電路的電路圖；圖4是現有的皮爾斯振蕩電路的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例並不用於限制本實用新型，凡是採用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型的保護範圍。如圖I所示，本實用新型實施例所提供的一種超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路，包括晶體諧振器Y1、低相噪三極體Q1，其特徵在於還包括一旁路電容C2、一諧振電感L4、一輸出電容C3，及兩個反饋電容Cl、C5 ；所述兩個反饋電容分別為第一反饋電容Cl、第二反饋電容C5 ；所述低相噪三極體Ql的基極經第一反饋電容Cl接到地，並依次經一反饋電感LI、一偏置電阻Rl接到低相噪三極體Ql的集電極；所述旁路電容C2與偏置電阻Rl並接；所述低相噪三極體Ql的集電極經第二反饋電容C5接到地；所述晶體諧振器Yl的兩端分別為第一連接端、第二連接端，晶體諧振器Yl的第一連接端接到低相噪三極體Ql的發射級，並依次經一濾波電感L3、一濾波電阻R2接到地，晶體諧振器Yl的第二連接端經一壓控電阻R3接外部輸入的壓控電壓VT ；所述諧振電感L4與晶體諧振器Yl並接；所述輸出電容C3的一端構成振蕩電路輸出端RF，另一端經一變容管CRl接到晶體諧振器Yl的第二連接端，並經一變容管工作電阻R4接到地；本實用新型實施例中，所述低相噪三極體Ql的基極依次經一鉗位迴路、一激勵功率調節電容C6接到地，所述鉗位迴路由兩個二極體Dl、D2反向並接而成。本實用新型實施例中，所述低相噪三極體Ql的集電極經另一濾波電感L2分別接外部輸入的供電電壓VS，及接一濾波電容C4到地。本實用新型實施例的工作原理如下工作時，低相噪三極體Ql的基極與集電極電壓相位反向180度，第一反饋電容Cl與第二反饋電容C5分別相位移動90度形成360度反饋電路，加上反饋電感LI的作用，使得在360度相位條件下形成有效的反饋電導，從而構成LC振蕩的主振迴路，通過調節激勵功率調節電容C6調整鉗位迴路的導通係數，能使LC振蕩的主振迴路工作在合適的激勵功率；當低相噪三極體Ql發射級的振蕩輸出頻率與晶體諧振器Yl的頻率接近時，晶體諧振器Yl通過變容管CRl及輸出電容C3將主振迴路輸出的頻率信號(即低相噪三極體Ql發射級的輸出信號)放大後輸出，並利用諧振電感L4與晶體諧振器Yl的CO值產生諧振，消除晶體諧振器YI的晶體靜態電容。本實用新型實施例提高了晶體諧振器的有載Q值，可提高至5mW的激勵功率，並能得到-178dBc的相位噪聲底噪，可應用於雷達系統提高系統性能。
權利要求1.一種超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路，包括晶體諧振器、低相噪三極體，其特徵在於還包括一旁路電容、一諧振電感、一輸出電容，及兩個反饋電容； 所述兩個反饋電容分別為第一反饋電容、第二反饋電容； 所述低相噪三極體的基極經第一反饋電容接到地，並依次經一反饋電感、一偏置電阻接到低相噪三極體的集電極； 所述旁路電容與偏置電阻並接； 所述低相噪三極體的集電極經第二反饋電容接到地； 所述晶體諧振器的兩端分別為第一連接端、第二連接端，晶體諧振器的第一連接端接到低相噪三極體的發射級，並依次經一濾波電感、一濾波電阻接到地，晶體諧振器的第二連接端經一壓控電阻接外部輸入的壓控電壓； 所述諧振電感與晶體諧振器並接； 所述輸出電容的一端構成振蕩電路輸出端，另一端經一變容管接到晶體諧振器的第二連接端，並經一變容管工作電阻接到地。
2.根據權利要求I所述的超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路，其特徵在於所述低相噪三極體的基極依次經一鉗位迴路、一激勵功率調節電容接到地。
3.根據權利要求I所述的超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路，其特徵在於所述低相噪三極體的集電極經另一濾波電感分別接外部輸入的供電電壓，及接一濾波電容到地。
專利摘要一種超低相位噪聲恆溫晶體振蕩電路，涉及晶體振蕩器技術領域，所解決的是現有電路不能激勵大功率振蕩，且相位噪聲高的技術問題。該電路包括晶體諧振器、低相噪三極體、輸出電容；所述低相噪三極體的基極經一反饋電容接到地，並依次經一反饋電感、一偏置電阻接到低相噪三極體的集電極，低相噪三極體的集電極經另一反饋電容接到地；所述偏置電阻與一旁路電容並接；所述晶體諧振器與一諧振電感並接，晶體諧振器的第一連接端接到低相噪三極體的發射級，第二連接端接外部輸入的壓控電壓；所述輸出電容的一端構成振蕩電路輸出端，另一端經一變容管接到晶體諧振器的第二連接端。本實用新型提供的晶體振蕩器，可應用於雷達系統提高系統性能。
文檔編號H03B5/08GK202713232SQ20122031933
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者梁遠勇, 曹海燕, 胡雪娟 申請人:上海鴻曄電子科技有限公司