摘 要：通过对振荡器主振电路及控温电路的工作原理和设计思想的分析，设计了中心频率为 ５０ＭＨｚ的小型高稳恒
温石英晶体振荡器．振荡器的主振级采用皮尔斯并联电路，控温电路采用直放式连续温度控制电路，并改进了恒温槽结构，采用功率管槽内加热实现晶体的小型化．对试制样品的老化率、频率稳定度等进行了测试，得到了晶体振荡器的测试数据，石英晶体振荡器是目前精确度和准确度**高的振荡器，被广泛应用于系统、远程通信、卫星通信、定位系统（ＧＰＳ）、导航、遥控、航空航天、高速计算机、精密计测仪器及消费类民用电子产品中，作为标准频率源或脉冲信号源提供频率基准，是其他各种类型的振荡器无法取代的．在各种类型的石英晶体振荡器中，虽以恒温型晶体振荡器的体积**大，但由于其具有非常的性能，应用也非常广泛，目前其需求量日益增长，要求也更高．
笔者设计了一种中心频率为５０ＭＨｚ的小型恒温晶体振荡器．相关文献研究表明，共射低频电流放大倍数
β０ 不宜过大，否则难以提高振荡器的频率稳定度
［１］；稳压部分选用温度特性好的稳压二极管
［２］；温控电路由热敏电阻组成的电桥、直流电压放大电路及功率放大电路等构成
［３］．jue热保温材料设计中，银膏胶封热敏电阻与恒温槽体紧密接触，是直放式恒温槽用于恒温控制行之有效的方法
［４］．当保温层厚度减少后，晶振的频率温度特性并无恶化
．［５－６］文中对主要技术指标进行测试，结果表明，所设计的振荡器具有频率高、稳定度好等特性．
电路中采用标称频率为５０ＭＨｚ、ＡＴ切的金属冷压焊封装的晶体谐振器．图２中的主振电路采用皮尔斯并联电路，由晶体管
Ｔ１、晶振以及电容
Ｃｔ，
Ｃ１，，
Ｃ２，
Ｃｘ 组成．设计中选用足够高的特征频率
ｆＴ ，较小的共射电流放大倍数
β０ 晶体管（过大的
β０ 值不利于提高振荡器的频率稳定度）．因此，只要保证了晶振起振，
Ｃ１和
Ｃ２ 应尽可能选取较大值，以便掩盖晶体管结电容及其他杂散电容带来的不利影响，同时还可以减小电阻
Ｒ１，
Ｒ２ 折算到与谐振器串联的等效电阻，保证谐振器有较高的在线
Ｑ 值．为了获得更高的谐振器在线
Ｑ 值，更好的频率稳定度，选取电容值较大的
Ｃｔ，但
Ｃｔ 过大会使振荡器的频率很难校准到标称频率，每级晶体管集电极电源须接０．０１
μＦ电容去耦．
电阻电位器
Ｒｘ，
Ｒ１ 及
Ｒ２ 构成分压电路，其分压使变容二极管正常工作．变容二极管的容值随分压而改变，振荡电路的频率也随之改变，因而调整可变电位器
Ｒｘ 能够手动校准频率．调谐回路由变容二极管
Ｃｘ、电阻
Ｒ１，
Ｒ２ 和电位器
Ｒｘ 构成．在稳压电路中选用温度特性良好的稳压二极管，以取代温度特性较差的三端稳压器．理论研究与实验测试表明，要很好地改善晶体振荡器的温度特性，就在电阻
Ｒ１ 并联１个正温度系数热敏电阻
Ｒｔ．此外，在调试的过程当中，若测试到电路的振荡频率并不在上边频和下边频的中心位置时，即可调整这个正温度系数热敏电阻
Ｒｔ 来获得改善．
笔者通过合理的设计和布局，将图２中虚线框所示的振荡电路和前２级幅度放大器集成到一块ＰＣＢ板上，并置于恒温槽中，更大程度地提高了幅度放大器的温度稳定性，同时又避免了恒温槽体积的增加．这种改进使得在不采用 ＡＧＣ（自动增益负反馈）电路的情况下，晶振的长期和短期频率稳定度没有明显的差别，有利于晶振的小型化．集成块６３２１具有倍频和波形变换作用，由于文中采用５０ＭＨｚ晶体，故无须倍频即可满足要求．振荡电路的噪声主要来自电路中的有源元件．为减少这些噪声，通常采用稳定的电源和理想的输出策略，适当加宽电源线可减小环路电阻．电源线、地线的走向和数据传递方向一致，也有助于增强抗噪能力．同时，为了减小噪声从振荡器泄漏出去和噪声从其他设备进来，电源上通常采用旁路电容．一般选用的旁路电容为０．１
μＦ或４．７ｎＦ，该电容对基频的３次泛音有一定的吸收作用，并能改善振荡波形，抑制电源线抖动所带来的影响．此外，晶振的外壳必须接地，加粗接地线也是增强石英晶体谐振器抗干扰能力的重要措施之一．
１．２恒温电路设计
采用单层恒温槽及直放式连续温度控制电路进行恒温电路设计，该控温电路具有补偿零点漂移性能的特点．恒温槽利用功率放大管的管耗进行加热，以充分利用电源效率．温控电路的结构由热敏电阻电桥电路、直流电压放大和功放电路组成，其电路如图３所示．#p#分页标题#e#
图３中的控温电桥网络由电阻
Ｒ１，
Ｒ２，热敏电阻
Ｒｔ 及拐点电阻
Ｒｘ 构成，直流电压放大器由集成运放构成，恒温槽由功率管管耗提供热量．其工作原理如下：当恒温电路通电后，当其恒温槽温度没达到晶体拐点温度时，电桥将有一个较大的失衡电压输出，使温控电路处于大电流加热状态，功放管功率**大，恒温槽内温度上升；当恒温槽内的温度上升，电桥电路的输出失衡电压就下降，功率管的管耗下降，直到恒温槽加热到所需要控制的温度，温度控制电桥输出的电压维持不变．与此同时，流过功率管电流**小，恒温控制电
