近年来，紧跟着科技的高速发展,所有的电子产品,智能产品都逐渐的往小型方向发展,为了迎合市场上的需求，所有的贴片晶振等电子元件都逐渐的小型化。随着石英晶体谐振器的发展，国外高稳晶体振荡器的研究取得了很大的发展，其产品主要体现为以下特点：小型化、启动快、高稳定、低噪声、低功耗。

我国从上世纪60年代初开始研制高稳石英晶体振荡器，早期的高稳晶振大多采用“高真空玻璃壳晶体+恒温筒+加热丝+保温材料”的传统控温方式，这样产品的体积很大，功率很高。随着小体积高精密冷压焊晶体的出现，控温方式逐渐改为直接加热的方式，即用大功率三极管直接对晶体加热，这样既降低了加热功率又减小了体积。由于我国研制冷压焊高精密晶体的时间不长，直接加热的方式目前虽然已普遍采用，但相对于国外的控温技术水平还是有着不小的差距。 

为了适应高稳晶振的发展趋势，我们在小型化方面做了一些研究。在给文章中研制的恒温晶振虽然仍然采用直接加热的控温技术，但产品在满足温度稳定度≤±0.2ppm（-10℃～60℃）指标的情况下，体积可做到20.2mm×12.6mm×10mm。 

1  产品主要技术指标 

标称频率：100MHz； 电源电压：5V±5%； 

开机电流：≤500mA； 稳定电流：≤150mA； 

基准温度初始准确度：≤±0.2ppm @ Vc=2.5V±0.2V；

频率温度稳定度：≤±0.2ppm（-10℃～60℃）； 输出波形：正弦波； 

输出功率：5±2dBm； 

负载：50Ω； 谐波：≤-30dBc 杂散：≤-70dBc

相位噪声：≤-135dBc@1kHz； 外形尺寸：20.2mm×12.6mm×10mm。 

2  设计方案 

2.1  石英晶体谐振器的选取 

  标称频率：100MHz； 切型：AT切； 泛音模：5次泛音； 调整频差：≤±3ppm； 负载电容：18pF； 谐振电阻：≤55Ω； Q值：≥125k； 

高温翻转点：75℃±5℃； 激励功率：100μW； 封装：HC-45U（冷压焊）。 2.2  电路设计 

2.2.1 振荡器电路设计 

该振荡器体积小、频率高，如果电路过于复杂可能难于布线，并造成信号串扰的问题，影响相位噪声指标。因而设计电路时本着简单可靠的原则，仅采用了两级振荡电路，详细电路如图1。 

  主振电路：采用电路简单、性能稳定的柯尔比兹振荡电路，将直流能量转换成交流能量，其频率主要取决于石英晶体谐振器。谐波抑制网络（C6和L2）应谐振于晶体谐振器的3～5次泛音频率之间，计算公式如下： 

选频放大电路：采用共射级放电电路，将振荡电路输出的微弱信号定量放大，供给输出，此外还有一定隔离负载的作用。 

  输出电路：采用T型匹配网络（L4，L5，C15），用于隔离输出，减小输出端负载变化对频率稳定性的影响。T型匹配网络中一般L4=L5，计算公式如下： 

2.2.2  控温电路设计

  由于晶振体积较小、空间有限，只能采用单层恒温结构，控温电路采用直放式控温电路，电路如图2所示。该控温电路有如下特点： 

①运算放大器采用低功耗、高增益的单运算放大器，保证有足够的增益驱动功率管对恒温槽进行快速加热。 

②采用高β值功率PNP型晶体三极管对恒温槽进行快速加热，保证恒温槽在低温时有足够的加热功率，使其在短时间内达到控温点，实现快速恒温。由于PNP型功率管的射级为散热脚，因而安装时可直接与恒温槽焊接在一起。 

2.3  恒温槽结构设计

  恒温槽的结构设计，采用大功率三极管通过铜板对晶体直接加热，既缩短对晶体的加热时间，又可保证其受热均匀，使晶体快速升到拐点温度进入稳定工作状态。选用温度系数大、灵敏度高、重复性好的负温度系数热敏电阻作为感温元件，与晶体紧密接触，保证处于热力场均匀处。整体恒温系统结构见图3。 

3  实测结果 

    按以上设计方案加工了一批产品，主要指标实测结果见下表。

  通过以上CEOB2B晶振平台的详解,已知该晶振具有频率高、体积小、频率稳定性高、相位噪声低等特点，其中恒温槽结构设计是重点，安装时注意晶体元件、功率管、感温元件和铜板的紧密结合，以保证产品的频率温度特性。该产品目前已批量供货，用户使用反应良好，具有一定的经济效益。该产品的研制成功，解决了小体积恒温晶振的诸多指标之间的矛盾问题，对进一步缩小恒温晶振的体积具有一定的借鉴意义。