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。     

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。     

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     

一种单片微机控制的锁相环频率合成器

本文报导我们研制的一种单片微机控制的锁相环频率合成器。它以大规模集成芯片ＭＣ１４５１４６为中心，配以参考振荡器、环路滤波器、直流放大器、压控振荡器、双模前置分频器以及单片机频率控制系统。     

频率稳定度

一、定义(略)二、测量方法根据上述定义、有时域和频域两类测量方法。首先介绍时域测量方法。在图2—19中,根据所要求的精度把参考及被测振荡器的频率 V_1和 V_2 进行几次倍频,然后混频变换成频率为 V_c 的低频率的拍频信号,再用计数器测量与拍频信号 M 个周期相当的时间     

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。     

以非线性理论阐述反馈振荡器的频率与幅度的稳定性

本文首先对线性的频率稳定理论用于近似正弦反馈振荡器的线性频率稳定理论,进行了评论性的回顾。在这方面,解释所谓的线性振荡器是清楚的。其后,是应用描述函数法和判决方程法所得到新的表达式,去阐述反馈振荡器考虑成一个非线性网络时的振荡频率和振荡幅度的稳定性。     

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。     

锁相环的谐波锁定

本文研究输入波形为偶函数周期波,压控振荡器的输出波形为奇函数周期波情况下锁相环的谐波锁定。首先,假定环路具有一阶滤波器,由输入及压控振荡器输出波形的谐波频率和振幅,导出了谐波锁定时的锁相环模型,以及求解谐波锁定特性的关系式。其次,以输入和压控振荡器输出均是方波为例,阐明了在谐波锁定状态下,无论锁定谐波次数为多少,鉴相器的特性都是相同的;谐波锁定频率范围与压控振荡器的锁定谐波次数无关,而与输入的锁定谐波次数的平方成反比等等。最后,阐明了谐波锁定牵引频率范围的求解,以及对于波形的占空系数和环路阻尼系数的依赖关系。     

石英谐振器使用中的一些问题

为了帮助同志们了解晶振及原子频标的有关指标及定义,帮助同志们了解并使用石英振荡器的有关技术术语,特转载了一九七六年有关专业会议及工厂产品目录的部份资料,供同志们参考一、晶体振荡器各项指标的定义 1.老化率老化是指振荡器在连续使用过程中,频率值随时间的单方向变化。在不太长的时间内(例如几个月以内)这种变化大都是可     

占空比调频式低频正弦振荡器

本文介绍一种带有周期性通断形状的振荡器电路，它是由两级积分器和一个倒相器组成的新式反馈型振荡器。在每个积分器中都有一个开关与积分电容串联，改变形状脉冲频率可使输出正弦波频率在较宽的低频范围内成正比变化，频率覆盖范围可达１０＾６倍。这种方法具有一般性，可用于任何普通ＲＣ振荡器。     

毫米波雪崩二极管振荡器

本文介绍一种稳定的毫米波雪崩二极管振荡器。如果从二极管位置所观察的振荡器的负载阻抗的实部和虚部能够容易独立地变化的话,那么振荡器便能在毫米波频段的任一频率产生最大的输出功率。振荡器的形伏和尺寸是根据一个放大五倍的比例模型测量确定的。这种振荡器能在40～60千兆赫的宽频率范围获到20分贝毫瓦或更大的功率,用相同的二极管在75千兆赫能获得15分贝毫瓦以上的输出功率。     

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。     

压控振荡器在射频通信电路中的应用讨论

目前，现代雷达系统和现代通信系统得到了发展，在此情况下射频电路就需要将稳定的谐波震荡建立在特定的载波频率点上，这样就可以给混频和调制打下一定的基础。为了达到压控振荡器的宽调频，笔者设计了一个负阻LC压控振荡器，该压控振荡器的震荡频率在1.14~1.18GHz范围中，而频率范围达到了40MHz。此外，将射极跟随器配置在电路中，将其看做是buffer，这样做的目的是降低甚至避免外部电路对压控振荡器产生影响，最终达到级间隔离以及阻抗变换的双重作用。     

LC振荡器寄生振荡的分析和消除

振荡器在不需要的频率发生的寄生振荡(不一定是由寄生参数引起，在这里暂且称其为寄生振荡)，对振荡器的设计与调试带来了很大的困扰。本文对寄生振荡进行理论了分析，并提出避免寄生振荡的措施。     

5MHz短稳晶振的研制

研制出的5MHz短稳晶振,其短稳指标为:4,9×10~(-11)/25ms。这说明该晶振输出频率的频谱纯度很纯,相位抖动很小,可以广泛地用在现代雷达、导航、通信、卫星、导弹、遥测遥控等无线电设备中,作频率时间基准信号。     

900 MHz压控振荡器设计

采用集总元件变容二极管和超高频三极管设计900 MHz压控振荡器,根据ADS2006A软件仿真 确定了压控振荡器的电路参数,并对相关指标如相位噪声、调谐带宽、稳定系数、输出功率 和谐波电平等进行了仿真,通过调整电路参数,优化电路结构,实现了工作频率为1 GHz、 调谐带宽为90 MHz的压控振荡器,其相位噪声在偏移中心频率10 kHz处为-105 dBc/Hz,在1 00 kHz处为-120 dBc/Hz,该设计大大降低了系统成本。     

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。     

減少锁相环压控振盪器的噪声影响

1.引言影响窄带锁相装置设计的因素之一,是压控振荡器输出信号所固有的相位噪声。这种以随机抖动、漂移等形式出现的噪声,有时又称之为“振荡器不稳定性”。但从振荡器的含意来说,所谓“不稳定性”,通常是指频率漂移,而从锁相环理论的关系量来说,则是指相位漂移。