晶体振荡器的应用及发展MCXO晶振的必要性

介绍了晶体振荡器在国内外的广泛应用和ＭＣＸＯ晶振的原理方案及其较之ＴＣＸＯ晶振的各种优越性。ＭＣＸＯ晶体振荡器结合了ＳＣ切等特殊晶体的特性及微型计算机技术，对晶体振荡器和高准确度频率源的长远发展有重要意义。     

MCXO晶振的实验开发系统

ＭＣＸＯ（微机补偿型晶体振荡器）的研制生产，在很大程度上依赖于其实验开发系统。在国内外大量技术成果的基础上，介绍了开发系统的构成原理和设备，特别说明了其测量部分优良的测量精度和响应时间对于ＭＣＸＯ的技术指标的保证，以及在开发系统整体结构简化方面的作用。     

一种新型恒温—温补晶体振荡器

提出了一种ＯＣＸＯ的恒温控制方法。该方法是利用乙醇的沸点制成换态式恒温箱。这种温度控制方法既可以用作中准确度的ＯＣＸＯ，又可以作为精密双层控温ＯＣＸＯ的外层恒温装置，还可以与简单的温补线路结合，构成高准确度的ＯＴＣＸＯ。     

关于热电偶冷端补偿问题的探讨

热电偶测量的是偶丝两端———测量端 (亦称工作端 )和冷端 (亦称参考端 )的温度差 ,因此必须知道热电偶冷端的温度 ,才能最终测量出热电偶测量端的温度。热电偶的冷端在生产实际中大都采用冷端补偿法来解决 ,与热电偶配合使用的温度指示仪表大都带有冷端补偿系统 ,国家检定规程将测量热电势的误差与冷端补偿误差合并检定 ,这样的方法 ,必须在标准装置中 ,配备补偿导线 ,从而将大幅降低标准装置的准确度。这对准确度不高、功能单一的仪表来说 ,完全适用 ,但对目前新颖的高准确度、多功能、智能化的测温仪表 (主要是一些先进的进口仪表 )就会遇到一些困难 ,为了更准确对这些仪表进行计量检测 ,我们采用各种方法来消除补偿导线引起的误差 ,从而可以对高准确度的热电偶测温仪表进行计量。我们也可以对冷端补偿进行单独的计量 ,这样通过分别对直流电压测量准确度和冷端补偿的准确度的计量 ,就可以更加准确地评定多功能、智能化的测温仪表的准确度。     

利用GPS高准确度定时信号获得精确频率信号及精密频率比对

主要介绍利用ＧＰＳ高准确度定时信号，获得精确的标准频率信号和进行精密的频率比对以及得到的准确度。     

基于虚拟仪器技术的MCXO开发系统

介绍一种主要用于AT切微机补偿晶体振荡器(MCXO)的开发系统。该开发系统由温控柜、多路开关组、PC机、高分辨力频率计、频率标准、控制系统和基于虚拟仪器的人机界面组成。使用该开发系统生产的微机补偿晶体振荡器在-40℃-85℃的温度范围内,可以获得±1-3×10-7的温度-频率稳定度。     

温补晶振技术的新发展

近年来，在温补晶振的研究和推广应用方面相继出现了一些新的技术。除了数字及微机补偿型温补晶振仍然作为高准确度振荡器的研究方向之外，一些新的模拟类或介于模拟与数字之间的温补晶振也获得了发展。结合结果研究介绍了国内外这方面的技术指标及推广情况。     

一种新型微机补偿晶体振荡器

提出了一种以微处理器 +单一A/D、D/A数据处理芯片的新型微机补偿晶体振荡器。该温补晶振的频率稳定度≤± 2× 10 -7(- 4 5℃～ +85℃ ) ,体积 35× 2 4× 10mm3 ,平均功耗≤ 30mW。     

一种基于双通道弱正弦信号频率检测新方法

针对传统的基于自相关法的弱正弦信号频率测量中存在准确度不高的问题,本文研究了一种新的检测微弱正弦信号频率的方法,利用正弦信号的特性,通过双通道采集微弱信号,利用多重自相关和互相关原理,结合四点式频率估计和多点绝对值补偿,有效地检测了微弱信号的频率,并与传统的单通道自相关频率检测原理做了对比,结果表明本文的算法准确度更高、算法简单、实用性较强。     

用同步振荡器进行同步和跟踪

同步振荡器是一种相干同步和跟踪网络。其中有一外加信号迫使振荡器同步在一个有固定相位差的频率上,该相位差决定于振荡器固有频率和外部频率间的初始频差。同步振荡器可用于跟踪、滤波和分频,并以简单的方法改善输入信号的信噪比。从Vanderpol发表的原著以来的文献中,大多数分析都以强迫振荡器原理为基础。在此情况下,一旦加上外部信号,振荡器就停振。但是,在同步振荡器中,加上外部信号后,它能继续维持振荡。(同步振荡器有很高的选择性(接近于晶体滤波器的选择性,>60dB/倍频程),并在其跟踪带宽内具有线性相位。与+5dB锁相环相比较,同步振荡器还能被信噪比低达-10dB的输入信号同步。同步振荡器构成了一种用其它方法不能实现的新型网络(至少在同样简单,同样质量的情况下是如此。)它也是一种新型的Van der Pol振荡器。它是一种非线性振荡网络,用于线性信号处理如滤波、同步、跟踪和改善信噪比。即使输入信噪比降低,同步振荡器也具有保持恒定输出信噪比的自适应特性。     

激光外差干涉信号处理技术的研究

介绍了两种激光外差干涉信号的处理方法锁相频率解调法及组合频率解调法。此方法适用于需要实时反馈控制以及定位曝光等场合。用此方法,可以使干涉仪的测量分辨力分别达到３ｎｍ和０．５ｎｍ,干涉仪测量棱镜的允许运动速度达到３ｍｍ／ｓ。     

调制域分析仪在频率测量上的应用

对调制域测量技术作了简要介绍,探讨了调制域分析仪在复杂信号频率测量分析上的一些应用。     

动态测角仪测量误差检测方法研究

检测高速测角仪的测量误差,其检测（方法）装置必须有高的动态响应和高的检测准确度。介绍了动态测角仪测量准确度检测系统的检测原理、测量系统的总体设计及实验结果。     

会切磁场推力器低频振荡特性

针对会切磁场推力器的低频振荡特性,将推力器的工作模式分为高电流模式和低电流模式,在此基础上研究了低频振荡随工作参数和磁场位形的变化特性,并针对推力系统外回路对低频振荡的影响进行了研究。结果表明,在高质量流量下,随着放电电压的增加,会切磁场推力器的工作模式从高电流模式转换为低电流模式。在高电流模式下,放电电流具有高振幅、低频率的特征,羽流比较模糊,并且电流振荡幅值随着放电电压增大呈先增大后降低的趋势,而对应的振荡频率随着放电电压的增大而增大。在低电流模式下,放电电流具有低振幅、高频率的特征,羽流有两条明显的亮线,并且电流振荡幅值和频率均随放电电压的增大而增大。在不同工况下,随着质量流量增大,放电电流振荡幅值和频率均呈现增大的趋势。研究还发现,外回路中的电阻和电感对低频振荡起到一定的抑制作用,而电容对低频振荡的影响并不明显。     

有限振幅扰动下高超声速钝楔绕流感受性

为了研究自由流脉冲波作用下高超音速流动感受性特征,采用高阶有限差分方法模拟钝楔超高音速绕流中来流慢声脉冲波作用下的非定常流场,并应用傅里叶频谱分析了边界层扰动模态的演化.结果显示,自由流脉冲扰动下,边界层不同模态波沿流线呈现不同变化规律.球头区边界层感受到的主要是基频波,在球头向非球头区过渡段,主导模态迅速向高频迁移;在非球头区,主导模态频率缓慢向高频迁移.总的来说,沿流向总扰动模态中的低频模态成分变小,高频,特别是二阶谐频附近模态成分显著地增大.沿流线发展,边界层不同扰动模态之间存在伴随能量迁移的模态竞争物理现象,主导模态的发展对其他模态有很强的抑制作用.      

一种八质量MEMS陀螺模态频率分析方法

针对结构八质量MEMS陀螺在工作模态频率迭代设计过程中效率低下的问题,提出了一种模态频率解析分析方法。首先,根据八质量MEMS陀螺谐振子的构成方式是由集总质量按旋转对称的排布方式通过单向刚度柔性梁连接形成整体的特点,将其等效简化成一个质量-弹簧模型。然后,采用拉格朗日方程建立16自由度的质量-弹簧等效模型的动力学方程;考虑到八质量MEMS陀螺的工作模态振型特点,对动力学方程做出针对性的简化,提取其中的质量矩阵和刚度矩阵,求解质量矩阵和刚度矩阵行列式的特征值,通过逆推法筛选出符合工作模态振型特点的特征值,即为所需的工作模态频率。本文所提出的解析分析方法与有限元仿真频率偏差为12.8%,验证了所建频率分析模型的可行性。与有限元仿真所需的复杂建模流程相比,这种模态频率分析方法只需柔性梁的刚度以及质量块的质量,便能计算出工作模态的频率,因而能有效开展全局动力学模态分析,获取动力学最优解。     

开槽管微波腔中微波场场型优化

我们先前的一项研究工作表明,目前本实验室使用的开槽管微波腔的模式类似为TE111腔模式。对铷原子频标而言,这并不是最佳模式。最近我们对开槽管微波腔结构做了改进,并利用高频结构仿真软件（HFSS）仿真及实验证明,改进后的模式类似为TE011腔模式。这为我们设计出性能更高的铷原子频标物理系统奠定了基础。     

多激励频率模式的磁感应层析成像系统

磁感应层析成像(MIT)技术在生物医学检查与诊断中有很好的应用前景。为了实现MIT对生物组织特性信息的获取,设计了具有多激励频率模式的磁感应层析成像系统。系统采用电压激励与测量的工作模式,可选择100 k Hz~4 MHz范围内的单频、扫频和混频3种激励频率模式。系统包括激励源模块、传感器线圈阵列、数据采集和调理模块、数字解调模块,采用现场可编程门阵列(FPGA)控制多路复用器、程控放大器、模拟数字转换器等。经模拟实验测试,多激励频率模式系统所获得的测试数据具有较好的一致性,信噪比在46 d B以上,不同激励频率下采集的电压差数据可用于实现被测介质电导率分布的图像重建。     

半球谐振陀螺零偏温度漂移的自补偿

摘要： 针对半球谐振陀螺零偏受温度影响容易发生漂移的问题,提出一种基于陀螺自身谐振频率的自补偿方法.通过分析陀螺谐振频率与温度的关系特性说明陀螺谐振频率用作温度信息进行补偿的可行性,建立陀螺零偏的温度补偿模型及方案,采集陀螺驱动回路的谐振频率对零偏进行实时补偿.此方案中,陀螺谐振频率检测的分辨率为0.03 Hz,对应的温度分辨率为0.075 ℃,在-10 ℃～60 ℃温度范围内,陀螺的零偏漂移由补偿前的30（°）/h降低到2.8（°）/h.实验结果证明该方案的有效性.     

圆柱壳体振动陀螺的力平衡控制

圆柱壳体振动陀螺是基于弹性驻波的哥氏效应测量载体角速度或角度的新型振动陀螺，具有精度高、体积小、结构简单、功耗低等优点，因此是捷联惯性导航系统的理想陀螺仪。工作在力平衡模式的圆柱壳体振动陀螺输出角速率信息，噪声特性好、漂移误差易补偿、分辨率高。文章首先对力平衡模式下的频率跟踪回路、幅度控制回路、正交控制回路、力平衡控制回路等四大控制回路基本原理进行介绍。其中，频率跟踪回路与幅度控制回路一起构成陀螺主模态控制回路，负责系统的频率与幅度控制；正交控制回路与力平衡控制回路一起构成敏感模态的控制回路，负责系统正交误差的抑制、敏感模态的抑制以及角速率信息的提取。最后实现了力平衡模式下的陀螺闭环控制仿真。