恒温晶振电路图大全（五款恒温晶振电路设计原理图详解）

杨桂花 2018-03-02 36735

IC应用电路图

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描述

恒温晶体振荡器简称恒温晶振，英文简称为OCXO（Oven Controlled Crystal Oscillator），是利用恒温槽使晶体振荡器中石英晶体谐振器的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的。通常人们是利用热敏电阻“电桥“构成的差动串联放大器，来实现温度控制。

恒温晶振电路图（一）

恒温晶振的加热恒温电路，目前广泛使用的是模拟直流放大式，如下图所示，以运放LM358为控制核心。

恒温晶振

RT1、R1、R2、R3组成差分电桥，差分电压经运放放大后控制晶体管的加热电流。

Q1、Q2组成达林顿复合管，提高电流放大倍数。主要功耗在Q2上。

R5将运放输出的电压转化为晶体管基极的电流，不可过大或过小。

Q3、R6组成限流电路，限制加热电路的最大电流。最大电流估算为0.6V/1.2欧姆=0.5A。超过此电流时，R6上的压降使Q3导通，从而泄放掉过多的基极电流，使晶体管的电流不再升高。此限流电路较简单，但最大电流会随着Q3晶体管的温度变化。

R6电阻需要满足一定的功率耗散要求，估算为0.5x0.5x1.2=0.3W，考虑到长期高温工作及功率预留，功耗应当至少在1W以上。

恒温晶振电路图（二）

如图所示是由A1的三个门、四个电阻、调谐电容和一块晶体所构成简单的晶体振荡器电路。晶体振荡电路　　在图中，其中A1和晶体谐振子SJT及电容组成4069kHz的方波信号。将开关置1点，送至A2，经A2的二分频后，获得2048kHz振荡信号；将开关置于3点，送至A3，经A3的二分频后，获得128kHz振荡信号。调谐电容C1和C2，可使频率准确的调谐在中心频率上。　　由晶体SJT连接在A1的输入和输出端之间，用以提供反馈回路，在晶体的基频上

在图中，其中A1和晶体谐振子SJT及电容组成4069kHz的方波信号。将开关置1点，送至A2，经A2的二分频后，获得2048kHz振荡信号；将开关置于3点，送至A3，经A3的二分频后，获得128kHz振荡信号。调谐电容C1和C2，可使频率准确的调谐在中心频率上。

恒温晶振

由晶体SJT连接在A1的输入和输出端之间，用以提供反馈回路，在晶体的基频上产生振荡。

恒温晶振电路图（三）

这个简单又廉价的晶体振荡器由74LS04的两个门及外围元件组成，电路如图3所示：

恒温晶振

电阻R1和R2将两个反相器F1、F2偏置在线性范围内，并由晶体SJT提供反馈回路，其在晶体的基频上产生20MHz振荡频率，然后由反相器F3送至由74LS74构成的D型触发器进行分频。若要进行二分频或四分频、八分频等，则需遵循2n分频规律（n为级数）。n=1，则21=2分频，即将20MHz经A1＝分频电路后，Q1输出10MHz；若四分频，n=2，则22=4分频，即将20MHz经A1、A2四分频电路后，Q2输出5MHz；若进行三分频，当f第三个脉冲过后，Q1=1，Q2=1，这时Q1¯=0， Q2¯=0，或非门HF1输出为1，至R端复位，将Q1、Q2复位为00，结果经A1、A2三分频后，Q2输出约6.7MHz；若需五分频，当计数为5时，Q1Q2Q3=101，即Q1¯=0， Q3¯=0，或非门HF2输出为1，将Q1、Q2、Q3复位为000，结果Q3输出4MHz频率。

明确输出状态由D决定，而输出状态的翻转则由CP来控制这一点，则可产生多种适合自己需要的频率。

恒温晶振电路图（四）

恒温晶振

恒温晶振电路图（五）

极管TV2进行信号放大，经电容C8耦合输出。其中，电阻RI、R2和电阻R5、R6、R7是三极管VT1和VT2的直流偏置元件。L2是高频扼流线圈，给振荡管VT1的集电极电流提供一个直流通路。C2为隔直电容。C3、C7是交流旁路电容，使VT1的发射极处于交流零电位，但直流电位不为零。电感L1，电容C6，电阻R3为改善电源滤波电路，其作用是减少纹波电压以振高直流分量。略调电容C4、C8，可以改变耦合信号的大小。

恒温晶振

1.元器件选择

电容C1为20p，C2为100p，C3、C7为820p，C4为56p，C5、C8为47p，C6为47u/50V。电感L1为22uH（色码电感），L2为0.3uH。电阻R1为1.6kΩ，R2为1kΩ，R3为750Ω，R4为180Ω、1W，R5为1.3kΩ，R6为3kΩ，R7为360Ω，R8为470Ω，R9—R12为300Ω、2W。三极管VT1、VT2选3DG82B，65≤β≤115。晶体SJT用JA9B型－70MHz。继电器KM为JUC-1M。

2.使用时应注意

（1）在应用石英晶体时，有一个必须注意的实际问题，这就是晶体本身的

激励功率。激励功率较大时，输出功率也大，这时，晶体三极管引入的噪声影响不大。但是，晶体激励功率过大会使晶体长期稳定性（老化特性）变坏。晶体激励功率小时，长期稳定性较好，但是使用低噪声晶体三极管较佳。

（2）由于晶体频率受温度影响很大，为保证对晶体频率稳定度的要求，必

须注意晶体恒温。即将晶体放在恒温槽内，由恒温控制电路来保证恒温槽内的温度使其维持在晶体的拐点温度。因此，为使振荡频率和震荡幅度稳定，将晶体SJT和VT1、VT2放入恒温箱内。恒温箱是用R9－R12四只2W金属膜电阻加热，一只小型密封温度继电器KM作温度控制元件。箱内温度在+55℃（所用晶体的拐点温度一般在+60±5℃）。为减小恒温箱的体积，其电路中的元器件尽可能选其体积越小越好。如箱内温度高于+55℃时，KM－1.2触点断开；如≤+55℃时，KM－1.2触点闭合，以保证箱内温度温定在+55℃。

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