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。     

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。     

注入锁定式微波集成收-发固态源

本文介绍一种工作在-40℃～+80℃之间的微波集成收—发固态源,从米波段到五公分频率的十多个部件,全都制作在陶瓷基片和铁氧体基片上。固态源既包含了接收机的本振信号,又为发射信道激励行波管的调相器提供了载波功率。其中,采用的功分振荡器则是利用晶体管的双发射极将功率分为两路非平衡输出的一次成功尝试。在注锁电路中采用注入锁定放大器提供的稳定输出对功分振荡器进行基频注锁,使固态源的频率稳定度达2×10~(-6)。     

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。     

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。     

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。     

跟踪系统中振荡器的稳定度

研究了振荡器抖动对跟踪系统性能的影响。首先,寻求抖动的适当的表征。已经找到频率(或相位)起伏的功率谱是振荡器抖动的一种有意义且有效的表征方法。其次,在距离和距离变化率的测量中,由振荡器引入的均方误差是与这个功率谱有关。得到的简单关系,使我们可以辨别抖动频谱中那些分别代表“短期”不稳定度和“长期”不稳定度的部分。可在频率为2/1处粗略地画出分界线,这里τ是往返传播时间。因此,长期和短期不稳定度仅在给定应用的意义上才是可辨别的。哥达德距离和距离变化率系统包括了许多可能的抖动源。估算了多种抖动源对整个距离变化率误差的贡献。因为有关抖动谱的资料十分缺乏,所以要得到误差的精确的数值结果是不可能的。得出的结沦是:对于未来系统的振荡嚣技术要求应在抖动谱的基础上产生,并且为了估算振荡嚣的稳定度应该研究精确的测量技     

使用介质谐振器反馈电路的C波段GaAsFET振荡器

采用低噪声场效应晶体管,研制出一种高稳定度的小功率场效应管振荡器。它采用了介质谐振器作并联反馈电路,并加有稳定电阻。研制工作表明,这种振荡器具有大于1000的外部Q_(es)值,可在无滞后的情况下工作,并具有高的稳定性和宽的频率调谐范围。在5.5GHz频率上,输出功率为10mw,效率为25％,调谐带宽大于500MHz。在-40℃～十70~C温度范围内频漂小于±0.6MHz,频温系数小于±l PPM/℃。     

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。     

SAW振荡器及其在微波频综中的运用

现代的通信、雷达系统要求极低相噪的微波频率源,高性能的SAW振荡器在其中已获广泛运用。本文对SAW振荡器的原理、类型以及目前所达的性能进行了综述、并给出了其在微波频综中的典型运用。     

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。     

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。     

一种宽频带低功耗的数字式微波频率合成器

本文介绍的数字式微波频率合成器,采用直接分频锁相方式,使压控振荡器和分频器直接工作在微波频段。其突出特点是输出频率范围宽(750～950MHz),频率稳定度高(-25℃～+50℃内,优于1×10~(-5)),功耗低(<0.7W),电路简洁,体积小。本文主要介绍该微波频率合成器系统方案设计、工作原理及有关电路和测试结果。     

高稳定C频段砷化镓场效应晶体管振荡器

因为砷化镓场效应晶体管振荡器比其它类型的固态振荡器的噪声低,效率高而且设计灵活,所以在微波通信中非常适用。目前已有有关 C 频段和 X 频段的砷化镓场效应晶体管振荡器试验成功的报导。这些振荡器的输出功率均低于10O毫瓦,直流——射频变换效率低于20%。本设计采用共源砷化镓场效应晶体管振荡器结构。振荡器是一个 C 频段的集成化振荡器。在振荡器中有一个最佳外反馈网络,共源场效应晶体管片安装在氧化铝陶瓷基片上。振荡器的微带线和作反馈用的电容器串联连接。这种没有采取稳定措施的振荡器,在6千兆赫可产生400毫瓦的功率,效率为38%。这可与同一场效应晶体管片作放大器用时产生的最大输出功率相比拟。     

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     

双电调微波固态源的设计与研制

本文介绍一种双电调S频段微波固态源的设计方案及其主要技术指标。该微波固态源具有参考频率低、取样次数高、可多工作频率输出、频率间隔小、频率稳定度高、频谱纯净、输出功率大及使用操作方便等特点。最后文中给出了主要测试结果。     

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。     

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。     

晶体控制的X波段频率源的短期频率稳定度的测量

西屋电气公司设计和鉴定了一种晶体控制的 x 波段频率源,它具有极高的频谱纯度,输出功率为750毫瓦。鉴定的结果表明,当制做一个高频谱纯度的振荡器时,谐波产生器和晶体管放大器可能限制着 x 波段上所能达到的频谱纯度。文中给出了振动环境下振荡器和谐波产生器频谱纯度的测量结果。     

一种新的RFID射频前端振荡器的设计方法

为解决RFID低功耗、小体积的问题,提出了一种新的RFID射频前端振荡器的设计方法 。分析了晶体管稳定性的变化规律,提出了采用晶体管和无源网络产生振荡的方法,在增加 正反馈使反射系数最佳的情况下给出了振荡器的电路结构。对射频振荡器进行仿真,结 果表明,调谐网络和终端网络对振荡器的性能有影响,反射系数增大可缩短起振时间,调谐 网络电阻增大将加大噪声,可以综合利用史密斯圆图和复平面上的稳定性边界有效分配性能 指标。研究结果为RFID在低复杂度下改善振荡器的性能提出了一种新的途径。