高精密石英谐振器的稳频效能与条件分析

高稳定晶体振荡器通常由石英谐振器、振荡电路和恒温槽三部分组成,其相互关系均以满足谐振器的稳频要求为前提。本文叙述了高精密石英谐振器的主要特性,分析了这些特性与晶振频率稳定度之间的关系,且以AT切5MHz高精密谐振器为例导出可达到的最高稳频程度以及实现其稳定度的必要条件,最后对影响高稳晶振频率稳定度的诸因素进行了综合归纳。     

5公分中功率高效率高稳定度FET振荡器

我们研制了一种普通封装的GaAs FET 和高Q介质谐振器的共漏振荡器。这种共漏振荡器采用FET沟道反向的办法,利用自身的栅源电容构成反馈电路,省去了复杂的外反馈网络;还采用了高Q介质谐振器作成反射型的稳频电路,解决了频率稳定度的问题。这种振荡器结构简单、调试方便,在4～6GHz范围内输出功率大于300mw,效率超过30％,机械调谱带宽大于100MHz;在-40～+70℃温度范围内,频漂小于±O.6MHz,频温系数为2×lO~6/l℃。     

频率稳定度研制工作的过去与现在

本文介绍我所在频率稳定度方面的工作情况。概括叙述了1966年以前我所研制的通信装备,频率稳定度工作以长稳为主。根据当时的具体情况及设备的技术要求采取相应的稳频措施。1966年以后,我所研制154、155、158等系统工程,频率稳定度工作转入以短稳为主。文章阐述了在各种情况下应根据设备的具体使用条件,正确处理频率稳定度的问题。另外还介绍了晶体室在研制石英晶体谐振器和晶振方面的进展及水平。     

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。     

介质谐振器稳频振荡器——一种新型微波信号源

介质谐振器稳频振荡器(DRO)的主要特点是体积小、成本低,特别适用于现代微波集成电路。在诸如卫星电视广播、雷达信标和数字通信应用中,它完全可取代体积大、价格更为昂贵的腔体稳频振荡器。本文叙述了DRO的工作原理,并介绍了用DRO作为稳定的微波信号源的方法。     

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/℃。     

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。     

五公分15瓦脉冲体效应振荡器的研制

本文介绍一种空间电子设备用的5公分15瓦脉冲体效应振荡器。这种振荡器采用E_(010)模式的圆柱腔,用简单的双金属结构和介质加载的“综合”补偿法解决了频率稳定度的问题。在-40～+70℃的温度范围内频漂小于±2MHz,频温系数达到3～6×10~(-6)/℃。     

C波段超小型化连续波应答机的设计

介绍一种新研制的C波段超小型化连续波应答机的设计，它采用了高稳定度声表面波振荡器、宽带AGC中频放大器和数字化锁相环等关键技术。应答机体积小、重量轻、性能稳定，生产性较好。     

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     

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     

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。     

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。     

锁相调角

前言多波道高稳定调角信号源是调角通信系统和连续液雷达测量系统中不可缺少的组成部分.通常要求频率稳定度高,调制频率响应好,非线性失真小。普通振荡器作成的调角信号源。在宽波     

测控系统中振荡器短稳对测速精度的影响

本文采用时域分析方法得到了测速误差与测控系统中各振荡器短稳的关系式，分析与工程实践的结果说明，测速误差不仅与频标源的短稳有关，而且与系统中各相干本振的附加相位噪声有关，在工程研制中，必须合理地分配各振荡器的短稳指标并减小其短稳损失，才能获得高的测速精度。     

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。     

宽温高频率稳定度C波段体效应振荡器

本文介绍空载电子设备用的宽温高频率稳定度C波段体效应振荡器。文中叙述了工作在E_(010)模式圆柱腔的两种振荡器。不用高Q外腔稳频而用简单的双金属结构和介质加载的“综合”补偿法,在-40°——+85℃较宽的温度范围内,使高低温频漂小于±2MHz,最好的可达±1MHz,即频温系数为6×10~(-6)-3×10~(-6)/℃。     

利用精密单点定位技术评估晶振频率稳定度

在评估晶振频率稳定度时，目前常用一个频率稳定度比待测晶振高3倍以上的时钟作为参考，造成测试成本高昂。在分析精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）技术原理的基础上，提出了一种基于PPP技术的频率稳定度评估方法，并利用该方法对一款秒稳达到10-12的高稳定度恒温晶振（Oven Controlled Crystal Oscillator，OCXO）进行了评估，评估结果与利用氢原子钟为参考的传统频率稳定度评估方法基本吻合。最后给出了该方法对不同等级晶振的评估能力。该方法结构简单，测试方便且成本低廉，能满足常用时频设备（如通信设备、卫星导航接收机）的晶振评估需求。