恒温晶体振荡器是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器。它在老化率、温度稳定性、长期稳定度和短期稳定度等方面的性能都非常好,作为精密时频信号源被广泛应用在全球定位系统、通信、计量、遥测遥控,频谱及网络分析仪等电子仪器中。本文主要研究精密恒温晶体振荡器的设计与自动调试技术。围绕着如何提高恒温晶体振荡器的频率稳定度,改善其启动特性,缩小它的尺寸,并推动恒温晶体振荡器的市场化和批量化生产,本文: (1)在分析和总结恒温晶体振荡器的多种设计方法的基础上,选择了一套最优设计方案:晶体振荡电路采用稳定性高、频率可调的压控晶体振荡电路,控温电路采用体积小、控制精度高的数字控温电路。(2)根据晶体振荡电路的设计原理,设计了稳定性高、频率可调的压控振荡电路; (3)从测温电路、开关驱动电路和温度控制电路等多方面对控温电路进行了研究,引入积分分离PID控制算法、智能积分法和不完全微分PID控制算法,实现了单片机Atmega8的数字控温方法; 着重对测温电路的结构和参数做了详细的讨论和分析; (4)分析了恒温晶体振荡器的启动特性的重要性,并提出了改善启动特性的一系列措施; (5)从PID参数的自动调整和恒温晶体振荡器晶体拐点的自动调试出发,设计了一套适合单片机控温恒温晶体振荡器的性能自动调试系统。