温补振荡器即温度补偿石英晶体振荡器。它不采用恒温槽而用补偿方法提高其频率稳定度,优点是不预热,体积小,重量轻,耗电量小,开机即能工作。补偿后在宽温度范围内,频率的相对变化可达5X10-6-5X10-3,适用于各种小型电台和野外测试仪器作标准频率源。1
简介由于普通晶体振荡器受环境温度影响较大,恒温晶体振荡器的体积和功耗又比较大对于中等精度的要求,温度补偿晶体振荡器是一种可取的方案。这种振荡器的频率稳定度在10-6-10-3量级,开机却能工作。近几年来,温补技术发展很快,应用也日益广泛。
温度补偿方法晶体振荡器的温度补偿方法主要有模拟补偿、数字补偿和微机补偿。目前大量生产的温补晶体振荡器多数采用模拟补偿法,稳定度为10-6-10-7。
在图(a)中石英谐振器与变容二极管串联,控制电压由热敏电阻补偿网络加到变容二极管上。在图(b)中,实线表示仅由石英谐振器随温度变化产生的频率变化,虚线表示在温度变化过程中,仅由模拟网络改变变容二极管的控制电压而使振荡器产生的频率变化。若它们变化的大小相等,方向相反,就能得到理想的补偿效果。
举例下图为生产中使用的一种温补晶体振荡器电路。
3-5MHz范围内AT切基频石英谐振器最适合做温补振荡器,如改变电容C1和C2,可使该电路用于(1-25)MHz的频率范围内。三次泛音石英谐振器在温补振荡器中已推广使用,五次泛音石英谐振器因频率牵引困难而很少应用。热敏网络的设计可据石英谐振器性能和技术要求而定。
工艺流程下图为温补晶体振荡器的生产工艺流程。
其中包括:挑选石英谐振器在规定温度范围内的频率温度特性曲线应平滑,无跳点、无死点,对热敏电阻进行测试分类,在高、低温箱内测量电压曲线,并测出随温度变化的关键点和端点计算方法可据产品不同求而选用部分电阻固定法、B值固定法或最佳网络法,选配电阻的误差要求为1-5%,成品测试要在整个温度范围内连续进行,条件不具备时可每隔10℃左右测一点。2
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李晓林 - 教授 - 西南大学