微波集成功率源短期频率稳定度的测量

欲使微波集成功率源在功率稳定性,长期频率稳定性和短期频率稳定性等全面替代电子管振荡器和速调管振荡器之可能性,我们进行了 C 波段晶体管集成功率源的短期频率稳定度的测量。并同电子管(6013)振荡器进行了比较。实验结果表明在短期频率稳定度上微波晶体管集成功率源可以取代电子管振荡器     

距离和距离变化率跟踪系统的研制

日本电气公司(NEC)为东京大学的科学卫星研制了一种测距系统并为日本国家宇宙发展局正在研制一种距离和距离变化率跟踪系统。本文叙述这些系统主要分机的一些设计问题和其测试结果,试验表明,精度很高,测距精度为1.5米,而距离变化率精度为0.01米/秒。文中也分析了距离和距离变化率的各种测量误差源并且特别讨论了因压控振荡器的短期不稳定度而引起的距离变化率误差。     

采用互相关法测量振荡器的短期频率稳定度

本文介绍了测量振荡器短期频率稳定度的一种新方法,它是以计算三个振荡器相对频率起伏间的相互关系为基础的。这种方法有两个优点:其一,可以直接得到每个振荡器的谱密度或者短期稳定度;其二,可以减少测量系统噪声源所产生的影响,这样就可以大大提高分辨率。本文还给出了用5MHz低噪声石英晶体振荡器得到的一些测量结果。     

高稳定频率源输出频率的短期稳定度的定义和测量

本文阐述高稳定电磁振荡频率源(原子频率标准及石英振荡器等)输出频率的短期稳定度的各种定义,它们彼此之间的相互关系以及换标方法。介绍目前对短期稳定度进行测量的主要方法及数据处理技术。引言高稳定的电磁振荡频率源(包括各式原子频率标准及高稳定石英振荡器等)在许多尖端科学技术领域中的应用日益广泛,并起着日益重要的作用。对高稳定频率源的主要技术要求,是其输出频率的准确度和稳定度。在许多应用中,由于发射接收系绕可以用同一个频率源来控制,或者可以进行同步统调,故对频率准确度和长期稳定度并不一定要求非常严格;然而对其短期稳定度则往往提出十分严格的要求,因为它对整个工程系统的精确度和分辨力往往起决定性的作用。     

晶体振荡噐短期稳定度的研究

本文综述当前的短期频率稳定度。讨论四种测量频率抖动的方法,并且用表列出典型结果。叙述从边带功率谱变换为均方根值频率起伏的方法,以便作为有用的研究手段。假设晶体振荡器的短期频率不稳定度是由晶体管振荡器电路中的各种噪声机构,例如表起伏(闪烁噪声),本(积)基(极)中的扩散和复合起伏(散弹噪声),热噪声或约翰逊噪声等引起的,计标机辅助研究计划着于改进振荡器的设计程序。特别有意义的问题,是能否最佳地选择电路参数和工作点。从而使振荡器对噪声起伏的灵敏度最小。     

关于频标频率起伏的理论与测量的一些情况

有三种造成精密晶体振荡器频率起伏的噪声根源:振荡器的热噪声:辅助电路如自动增益控制等所引起的附加噪声;晶体自身的频率起伏以及与晶体有关的电抗元件的变化,它产生幕律谱密度为f(-?)型的频率起伏。微波激射器受前两美或许还有第三类噪声的影响。按照取平均对间的测量讨论了这几种嗓声源对频率起伏的影响。f~(-1)型的谱密度导致了与测童时间长度有关的结果。分析了有限观测时间的影响。讨论了带有伺服控制振荡器的无源和有源原子频标的特征。伺服时间常数的选择影响观测到的作为平均时间函数的频率起伏,对于给定的晶振和原于参考,必须通过选择获得最好的性能。把寻常处理随机倍号的方去,即方差、自相关以及谱密度应用于振荡嚣频率及相位起伏的特珠情形,以获得表征振荡器频率稳定度有意义的判据。文中阐述了这些关系。     

用计祘计数噐系统测量频率稳定度

这是方便的、精确的、具有高分辨力的时域、频域测量方法。把振荡器想象为纯净的,单一频率的正弦波信号源。但是,绝对没有完美无缺的事物。现实世界上的频率源的输出,总是要受幅度变化和频率噪声,或频率不定性的影响。在以时间为基准或以频率为基准的系统中,其信息量基本上由参考振荡器或者时间发生器的稳定度来确定,如雷达距离分辨     

机载动目标显示雷达频率源的短期频率稳定度

《雷达手册》虽然给出了动目标显示雷达系统设备不稳定对改善因子的限制,以及短期频率稳定度要求最高的稳定本振满足动目标显示改善因子所允许的脉间频偏△f的计算式。但是,△f这一具体指标通常不易测量。工程上常用相位噪声频谱纯度作为稳定本振短期频率稳定度的表征。为此,本文导出了稳定本振的相噪声与其脉间频偏△f的关系式,以及稳定本振高频白相噪声谱对改善因子的限制。从而可以由系统分配的改善因子直接导出稳定本振的相位噪声谱纯度的要求。本文还对机载动目标显示雷达在各种工作模式情况下对频率源短期频率稳定度的要求进行了讨论,给出了近似的计算方法。     

频率稳定度测量综述

一、前言关于频率稳定度的概念、定义和测量,在六十年代以前是很混乱的。其后,随着高稳定振荡器在精密仪器、雷达和空间技术等方面的应用和计时系统的要求,才重视稳定度的问题。如以时间或以频率为基准的系统,其精度基本上由参考振荡器或时间发生器的稳定度决定。又如直接频率合成器对幅度变化并不敏感,而对调相边带特别敏感。美国IEEE于1970年集中了关于频稳定义的意见,大致给出了美国的结论,我国在1976年2月和1977年12月分别通过了各类频标的频率稳定度的表征,明确规定采用阿仑方差作为频稳的时域表征量,对原子频标还建议采用相对频率起伏谱密度作为频稳的频域表征量。     

基于双混频时差法实现时域频率稳定度测量

在对基于DDS技术的公共振荡器设计、高速数据传输设计以及基于数字测频技术改进 等技术难点分析的基础上,论述了基于双混频时差法的时域频率稳定度测量方法。该方法可 同时测量短期和长期频率稳定度,测量精度高,并可进行无间隙测量。     

精密振荡器和频率发生器的短期频率稳定度

本文中提出短期频率稳定度的两个定义:(1)时域,离标称频率的相对频率起伏的方差的数学期望〈σ_y~z(N,T,τ)〉,其中 N 是采样数目,T 是采样时间加上采样之间的间隔时间,τ是采样时间;(2)频域:离标称频率的相对频率起伏的功率频谱密度S_y(f)。讨论了频域到时域的变换和时域量度之间的变换等课题。所有的测量都是利用周期计数技术在时域进行的。利用一块专门制造的比另一振荡源频率低10千赫的单片石英晶体作一个在频率上有所偏离的振荡器,这个振荡器是用来取得周期计数方法所需的拍频。     

多普勒雷达的短期稳定度:要求、测量和技术

短期频率稳定度是影响多普勒雷达分辨力和作用距离的主要参数。本文叙述工作于恶劣的振动和声响环境中的典型航空多普勒雷达系统和电路要求。由于多普达雷达用窄频带接收机检测比杂乱回波还弱的目标的多普勒频移回波,这就使它具有对短期稳定度有要求的特点。系统短期稳定度的要求由以下两点确定: ①目标回波线宽直接影响灵敏度和速度分辨力;它决定了最小的可用的滤波器带宽。②在杂乱回波上出现的发射机和接收机本机振荡器噪声边带决定了最大可能的副杂乱回波能见度。多普勒雷达短期稳定度是按线宽和频谱规定的。根据系统的要求推导了对振荡器和晶体的要求。本文叙述了在静止的和环境条件下线宽和频谱纯度的测量,并且研究了石英晶体的振动特性。     

振荡器的频率不稳定度——采用时域方法的频域测量

通常使用数字频率计来测量振荡器在时域的短期频率不稳定度(阿仑方差)。本文叙述了与频域有关的参考—频率起伏谱密度的一种测量方法,即对频率计给出的计数结果进行适当的统计好理。这种方法能够对傅氏频率极低的频谱进行分析,从而弥补了经典方法的不足。     

γ射线对5次泛音晶体振荡器频率稳定度的影响

本文介绍一系列精密晶体振荡器经受γ射线照射的计划所取得的成果。本计划的目的是要提高与核武器有关的辐射环境对上述振荡器影响方面的现有知识。主要目的是要研究一种振荡器在γ射线照射时和照射后能保持频率稳定度不变。计划主要集中在选择和使用采取精密工艺制造的“Swept”石英晶体谱振器上。半导体器件的选择也是本计划的一个重要部份。一组三个生产试捡振荡器用选择元件的办法进行改进。将这些振荡嚣放在白沙导弹靶场核试验装置里经受γ射线辐射试验。使用的照射剂量大于3×10~6拉德。在振荡器尚未停振时,频率变化小于14×10~(-8)。这表明与作同类试验的未改进的振荡嚣相比,其改进因素至少是50∶1。     

改善了短期频率稳定度的两级自限幅串联谐振石英晶体振荡噐

提出了普通石英晶体振荡器中采用的晶体管主振级的简化模型。考察这种模型和相应的噪声源,可解释几种广泛应用的自限幅石英晶体振荡器的输出频谱中所观察到的差别。介绍了一种特殊设计的自限幅石英晶体振荡器电路,这种电路同时具有改善振荡器短期频率稳定度和相位稳定度所需的三个重要电路特性:大的振荡器的谐振器有载 Q 值,1/f 相应起伏噪声的适当抑制,以及振荡器信噪比的改善。已制造了利用高质量三次泛音5兆赫 AT 和 BT 切割石英谐振器的几种振荡器样机。利用普通的锁相法和取样法测量振荡器的短期频率稳定度,结果证明此振荡器的短期频率稳定度比通常的自限幅振荡器显著改善。     

文氏电桥振荡电路

文氏电桥振荡电路是低频正弦波的最基本振荡电路,如图所示。振荡频率f_0=1kHz时,可选用C_0=0.01μF,R_0=15.92kΩ,微调R_0和C_0可使频率精确到1.00kHz。因为RC振荡器的振荡频率稳定度由电容特性决定,因此要选用系数小的电容器,电路中C_0选用聚苯乙烯薄膜电容器。     

用沃尔泰拉级数对非线性器件建模的探讨

本文提出使用沃尔泰拉级数去分析具有非线性器件的振荡系统。文中用实例论证了沃尔泰拉级数适用于设计微波FET振荡器。肯定了这个理论是有效的,在其所估算的振荡幅度值和频率值与实际测量值之间的差值不大于1O％。     

设计空间用的毫米波倍频器

在20和30千兆赫频段的空间通信活动中,要求要有价廉而稳定的信号源。对许多应用而言,只要求基频源就行了,但是在一些要求非常高稳定度的场合,例如在电波传插实验中,基频信号源就不适宜了。毫米波倍频器是实现超高稳定度要求的手段。用一个温度控制的132.222兆赫的品体振荡器加一条倍频至30千兆赫的倍频链,便可以达到1×10~(-6)的频率稳定度,而且可以使90%的功率能量集中在中心频率±150赫的带宽内。     

表征振荡器特性所用的实验方法

振荡器频率的短期不稳定性用几个有关的参数来表征,或者是在频域的(谱密度),或者是在时域的(方差)。本文叙述了用实验的方法估计这些参数的各种可用的测量装置。在时域方面,这些测量装置,或者使用变频,或者使用倍频,或者使用锁相。在使用锁相的频域测量中,重申了离散频谱分析的优点。     

工程试验卫星—Ⅰ型(ETS—Ⅰ)的距离和距离变化率测量设备

本文介绍了距离和距离变化率测量系统(RRM)的距离和距离变化率测量设备的主要性能和群时延响应。此系统主 S 波段上用伪随机码测量 ETS—1的轨道,其下竹频率为1.7千兆赫,上行频率为2.1千兆赫。