晶体振荡器是所有电子设备的核心部件，它在某种程度上决定了整个机器的性能。体的相位噪声与信号源密切相关，这会影响器件的性能参数。
文首先介绍了恒温晶体振荡器的理论研究和发展趋势，然后介绍了一种小型超低噪声恒温晶体振荡器的设计，最后获得了测试结果。过仿真分析为参考。温晶体振荡器（OCXO）是恒温晶体振荡器，可使石英晶体谐振器的温度保持恒定。使环境温度发生变化，也可以使振荡器输出频率的变化最小。常，OCXO由恒温槽控制电路和振荡器电路组成。
面介绍了一种小型超低噪声恒温晶体振荡器的设计，以实现晶体的超低相位噪声指标。
晶体振荡电路中，二极管，三极管，电阻器，电容器和电感元件都会产生噪声。中，三极管的噪声最大，电容器和电感元件的噪声相对较低。使用放大器和正反馈元件使其成为振荡器之后，噪声会对来自振荡器的信号进行调制，从而形成各种噪声模式，例如白噪声相位调制，白噪声频率，闪烁噪声相位调制和闪烁噪声频率调制。
常用的晶体振荡电路中，主要分为并联反馈型和串行反馈型两种。式的晶体谐振器在串行和并行谐振频率之间工作，晶体是电感性的，就像皮尔斯电路和科普兹电路一样；第二种晶体在正反馈电路中串联使用晶体。串联谐振频率工作。是纯电阻性的，与巴特勒电路[1]一样常见。
先，小型化。了满足更轻，更薄，更小的便携式产品的需求，恒温晶体振荡器已经从原始的裸壳塑料外壳转移到了陶瓷外壳。的气体可以减少30到100倍，并且厚度小于2毫米。二，精度高。需补偿的恒温晶体的精度为±25 ppm，OCXO在相同温度范围内，频率稳定性为±0.0001至55 ppm。三，低噪音和高频率。GPS通信系统为例，不会发生频率抖动。统OCXO产品的相位噪声性能已大大提高。四，快速启动和低电流消耗。压工作和低电平驱动已成为恒温晶体振荡器的发展趋势，电源电压通常为3.3V，电流消耗不超过2mA。
东京陶瓷株式会社生产的SMDTCXO为例。日本开始，经过4毫秒的启动，它可以达到标称值的90％。据LESSON模型，晶体振荡器的相位噪声与负载品质因数（Q）密切相关。载下的Q值越高，相位噪声越低。
此，在设计恒温，低相位噪声晶体振荡器时，重点应放在如何改善负载下的Q值上。析表明，带电Q值有两个决定性因素：一个是晶体谐振器本身的Q值，另一个是振荡电路的拓扑。中，晶体谐振器受到制造工艺的限制，并且Q值不能无限地增加。只能从振荡电路的拓扑开始。中Lx代表与晶体等效的电感，Rs代表与晶体等效的电阻，R1代表对晶体电荷的电阻。电阻损失的影响下，电路中的晶体谐振器在负载下的Q值通常小于晶体谐振器本身在负载下的Q值。了减少Q值的损失，必须降低晶体的R1值，以使电路的Q值不随负载电阻的变化而显着变化。并联振荡电路中，晶体连接到集电极和三极管的基极，等效电荷较大。串联振荡电路中，晶体谐振器与发射器串联，可以在高频下提供负反馈，等效。载电阻低，充电的Q值具有一定的优势。外，当使用并联振荡电路时，必须添加晶体谐振器的M模式以去除网络，恒温阀芯从而进一步减小晶体谐振器的Q值。们可以看到，使用串联振荡电路的高频振荡器的噪声较小，并且电路中加载的Q值较高。定电路拓扑之后，必须通过仿真验证参数的设计。于晶体振荡器的仿真，重点在于解决建模问题和电路结构的合理选择，以便可以通过仿真分析来优化电路参数。据理论分析的结果，为了降低相位噪声，振荡器电路使用了一个加载了Q值的巴特勒串联电路。下图1所示，晶振串联连接到主振荡器放大器的发射器，后者可以在高频下提供负反馈；电容器的分压器连接到电路的输出，可以提供正反馈。振荡电路中，晶体谐振器以其自身的串联谐振频率工作，并从谐振频率中选择高频Q。过仿真分析，获得了相位噪声仿真结果，从而改善了电路结构。自石英谐振器的信号的直接振荡可以充分利用晶体谐振器的高Q值频率选择特性，请参见下面的图2。过仿真电路对改进后的电路进行了分析，经过参数优化后得到了相位噪声仿真结果，可以明显降低相位噪声。一个是振荡电路。研究对传统的巴特勒电路的结构进行了改进，并从晶体谐振器中直接提取出振荡信号，通过合理设计电路参数，可以降低输出信号的相位噪声。二个是稳压器电路。体振荡器对电源线上的噪声非常敏感，因此电压调节器电路的设计非常重要。这项研究中，选择了一个低噪声，纹波线性稳压器，并将其作为功率单元连接到放大器。置印刷电路板时，应考虑电源滤波，以确保将电源纹波对电路的影响最小化。三是放大电路。这项研究中，振荡信号直接来自晶体谐振器，并且使用具有较低输入阻抗的噪声放大器作为晶体放大器的极点，以更好地执行阻抗匹配并提高其值。
Q已加载。晶体管是低噪声晶体管。置电路使用与主振荡器电路相同的低噪声偏置，但直流工作点不同以确保放大器电路以线性状态工作。外，适当的负反馈被添加到放大器电路，以减少闪烁相位调制和闪烁频率调制。四，滤波电路。这项研究中，在输出端增加了一个带通滤波器电路，以促进振荡电路和输出端之间的隔离，从而可以减少负载变化对主振荡器和振荡器状态的影响。善输出信号的频谱纯度。计完成后，此小型超低噪声恒温晶体振荡器的相位噪声测试结果表明，该体积为20 mm×20 mm×10 mm，并且噪声指数为最佳相位为-168 dBcc / Hz，可以满足预期的设计目标。上所述，恒温晶体振荡器是所有电子设备的关键部件，它具有小型化，高精度，低噪声，高频率，快速启动的发展趋势。低电流消耗。
文介绍一种设计具有恒定温度和超低相位噪声的小型晶体振荡器的方法。真分析证明它满足体积和相位噪声指标的要求，并为实际生产设计工作提供了基准。
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