一个实用高稳定晶振电路分析

一个实用高稳定晶振电路分析

下图为本人设计的一个实用的压控晶振VCXO电路图。实际上这本是一个温补晶振，图中省略了温度补偿部分，用于某空军的机载通讯设备，使用温度-55~+85度（实际测试温度-60~+90度）。本电路的特点在于从设计上保证频率和幅度的稳定性。
该压控晶振电源电压为5V，三级三极管分别作为振荡、缓冲和驱动，输出级集电极LC调谐，输出正弦波2.5Vp-p。晶体为AT切基频，使用一个变容二极管，压控范围为>+/-50PPM@0~3V(做到完全涵盖晶振的频率温度稳定度)。
1.在提高频率稳定度方面采取的措施有：
a.主振级Q1使用弱电流驱动（IE0.5mA）,减小了晶体的激励功率，降低了晶体的长期频率老化率Aging Rate，同时也减少了晶体可能发生的频率杂散Spurious和频率跳变Dip。
b.电容C3,C4取值较大，减小了三极管参数变化对晶振频率变化的影响。同时也减弱了反馈，减小了晶体的激励功率，降低了晶体的长期频率老化率。
c.压控端接入R13电阻，不会影响压控范围；但能有效防止压控端悬空时出现的频率不稳定现象。（在测试时或开机瞬间可能发生）
2.在提高幅度稳定度方面采取的措施有：
a.所有三极管的基极均使用固定电阻偏置。
b.Q1工作于放大状态，Q2工作于弱饱和状态，能起到自动稳定输出幅度的作用。虽然没有使用AGC电路，但随着压控电压变化和温度变化，输出幅度几乎不变。
使用R6电阻降低输出LC回路的Q值，使幅度受负载的影响变小。