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。     

一种新型的微机补偿晶体振荡器及开发系统

提出了一种新型的以微处理器为核心的AT切温度补偿晶体振荡器 (MCXO)的设计思想 ,说明了其开发系统的原理 ,给出了最后的实验结果。使用该开发系统得到的这种振荡器可以工作在 - 40℃～ 85℃的环境内 ,频率—温度稳定性≤± 5× 10 - 7。     

50MHz温度补偿晶体振荡器的研制

本文简要地讨论了采用50MHz三次泛音晶体的温度补偿晶体振荡器,分析了振荡电路,介绍了热敏电阻网络的计算方法。为改进计算而采用了比较简便直观的逐次渐近法。最后,给出了实验电路及测量结果。结果表明补偿后的50MHz晶振在宽温度范围内(-40℃～+60℃)具有±1×10~(-6)的频率稳定度。     

一种专用的晶体振荡器电路M101及其应用

传统的晶体振荡器大都是采用以三极管为主的分立元件搭起来的,这种晶体振荡器的准确度可达到1×10-9/d以上的老化指标和10-10/τ以上的频率稳定性,应用也很广泛,但是它的线路比较复杂,不便于小型化,对于准确要求在1×10-8/d或低于1×10-8/d的晶体振荡器,可以采用一种新型的集成电路M101来实现.它的线路实现起来简单,可靠性高,开机特性(用AT切晶体,在稳定的室温下不加温控线路)可达到1×10-7/d专用集成电路主要介绍M101的使用情况.     

振荡器的计算机辅助设计与组装

本文综述了贝尔实验室在应用计算机方面的经验,包括模拟和设计、数据采集、数据分析、元件选择和其它各种各样的工作。过去,石英晶体振荡器可以很容易地应用线性电路模型来模拟。虽然存在非线性模型(例如,Spicc.Capitol等),但它们不能被用来对晶体振荡器进行闭环分析,因为其中包括有高Q参数。然而最近Waterloo大学研究的WATAND程序已变得很有效并可适用于石英晶体振荡器的闭环非线性分析。在贝尔实验室,线性和非线性两种分析程序正用于评价新设计,同时特别注意元件变化对工艺的影响。计算机完成原始数据采集任务的方法是对温度补偿晶体振荡器进行频率温度测量。附加的应用是对振荡器进行最后的室温检验,以便确定波形特征、功率损耗、电源灵敏性和频率牵引范围(对于压控晶体振荡器)。应用实时元件选择的方法有助于把电阻组合选择来与根据温度试验数据的分析所确定的数值相适应。在压控晶体振荡器和温度补偿压控晶体振荡器中,用实时元件选择的方法来调整变容二极管的工作点,使频率一电压牵引特性最佳。其他应用包括:对性能数据进行统计分析,以便于计划产量;使用模-数和数-模变换器模拟数字补偿流程图来与以微处理器为基础的计算机相对接,以及模拟双转角晶体切型的温度特性。     

一种全集成化的温补晶体振荡器

介绍了一种全集成化的温度补偿晶体振荡器 (以下简称温补晶振 )的原理及应用。它采用三次函数电压发生器得到温度补偿电压 ;采用软件的方法实现频率的自动调整。由于采用这种新的补偿方法 ,使得它便于集成化 ,因此它具有体积小、功耗低的优点。其输出信号的频率稳定性可在宽温范围 (- 30℃～ + 85℃ )下达到± 1× 10 - 6 。基于这些优点 ,这种集成温补晶振可在对体积和功耗要求严格的领域 ,尤其是在便携式设备中得到广泛的应用。     

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。     

温度补偿晶体振荡器的调查和试验结果

为了评定中精密和高精密温度补偿晶体振荡器的使用价值和质量,购买了各种类型的振荡器并进行了试验。试验包括频率一温度稳定度和老化。我们发现,在稳定度为1—5×10~(-6)范围内的振荡器符合技术条件,只是老化特性的差别很大。在0.5×10~(-6)和1×10~(-6)之间的振荡器却不太顺利,有相当百分比的数量不满足技术条件要求。这些振荡器的老化比较好,但在很多情况下仍使人失望。没有发现价格和性能之间的相关性。用户已知道,在计划将振荡器用于系统之前,要对备用的振荡器仔细地加以测定和试验。     

AT+SC切石英晶体谐振器热滞的自动测量方法和结果

本文的目的是要说明传统的HC—27/U玻璃壳封装的精密石英晶体谐振器温度补偿的极限。为了对限制补偿精度的谐振器的热滞(返回)进行测量,建立了计算机控制的滞后测量台,该测量台曾用来测量由3个德国厂家制造的多种晶体。与AT切晶体相比较,SC切晶体没有显示出实际优点。用数字温度补偿石英晶体振荡器可获得的频率稳定度,单仅晶体谐振器的热滞一项,就限制在△f/f=±1×10~(-7)左右。如果把用做补偿的温度传感器的不精确度和数字化的分辨误差加在一起,则对于连续生产而废品率不高的情况可以把可达到的频率稳定度假定为△f/f=±2×10~(-7)。这个数值实际上与工作温度范围无关。     

抗振晶体振荡器的仿真设计CSCD

本文介绍了利用仿真软件进行抗振晶体振荡器设计的方法,通过建立晶体振荡器结构仿真模型,对其力学特性进行深入细致的分析,并在此基础上对比分析减振材料的剪切模量和被减振物质量对晶体振荡器抗振性能的影响,优化晶体振荡器减振结构。然后,根据仿真设计制做了抗振晶体振荡器,并进行了随机振动试验。结果表明,试验现象与仿真结果基本一致,验证了仿真分析的有效性,且振动下晶体振荡器相位噪声达到-145d Bc/Hz@1k Hz,极大地提高了晶体振荡器的抗振性能。     

晶体振荡器的数字温度补偿

本文着眼于生产数字温度补偿晶体振荡器的可行性。试验台是一个可以同时测试20-35块晶体的自动测量系统。对查表补偿法和7次方程补偿法的结果进行了比较。两种方法得到的结果均在所要求频率窗 a±0.05ppm 以内。     

高速飞行器用石英晶体振荡器

本文论述高速飞行器运行时的恶劣环境对石英晶体振荡器频率稳定度的影响,研究了晶体振荡器的频率振动效应和热效应,论述了把运算放大器用于控温电路对解决低温环境下恒温器快速加热的优越性。研制的两种晶体振荡器分别通过了功率谱密度为0.20g~2/Hz和0.16g~2/Hz的随机振动例行试验;在—30℃的低温条件下加电半小时达到基本稳定状态;频率日老化率达到10~(-9)～10~(-10)量级。文章还叙述了设计中应注意的问题,并给出了具体电路。     

基于COSMIC的平流层重力波参数分析

基于COSMIC卫星观测的2006年12月29日到2008年1月3日30°-40°N纬度内的温度剖面,分别利用垂直滑动窗、双滤波器和单滤波器三种方法计算低平流层重力波的扰动和势能,获得重力波扰动和势能随高度、经度的分布以及多时间尺度变化特性,分析重力波扰动势能与背景温度及风场的变化趋势和特点.比较三种方法得到的结果发现:垂直滑动窗方法只能去除大垂直尺度的背景,无法抑制小尺度的扰动,其得到的结果误差较大;双滤波器法对温度剖面中的大尺度背景和小尺度扰动都能很好地抑制;单滤波器法得到的重力波扰动中基本不包含垂直方向的大尺度背景,但是包含一些小垂直尺度的扰动.因此,对于垂直波长为10km左右的重力波,采用双滤波器法合适;如果需要得到小尺度重力波的变化特性,采用单滤波器法合适.采用双滤波器法无法得到势能随高度的变化,而采用单滤波器法能够给出每月势能随高度的分布.对30°-40°N纬度内的重力波参数进行统计分析得到重力波扰动、势能与背景温度和水平风场的关系.      

高稳晶振短期频率稳定度的仿真分析

基于频率源信号时域稳定度的定义,建立了高稳晶振短期频率稳定度的仿真分析模型,能够对频率源输出频率做前处理、不同方差分析、识别噪声类型、并给出置信区间。在此基础上,引入了晶体振荡器老化特性与温度特性的数学模型。通过构建不同老化特性与温度特性下晶体振荡器输出频率,在仿真分析模型中定量分析老化特性与温度特性对短期频率稳定度的影响。实际制作并测试了高稳晶振的稳定度,与仿真结果较为一致,验证了这种仿真分析方法的有效性。     

温度补偿方法

早在60年代初期,晶体振荡器的温度补偿技术就被成功地使用了。自那时以来,出现了大量的补偿网络和补偿技术,并都取得了不同程度的效果。本文论述应用于精密晶体振荡器补偿的几个主要方法。这些方法列于图1。实验模拟     

直接驱动数字集成电路的石英晶体振荡器

无线电技术的发展,使得石英晶体振荡器的应用日趋普遍。近几年来,数字集成电路的迅速推广应用,对石英晶体振荡器提出了新的要求。本文介绍的ZBM型薄膜电路石英晶体振荡器和ZH型混合电路石英晶体振荡器,是分别直接驱动MOS型和TTL型数字集成电路的新型件器。     

集成式压控型温补晶体振荡器的二次补偿

目前 ,集成化的压控型温度补偿晶体振荡器 (VCTCXO)因其体积小、功耗低而得到了广泛的应用。我们将MCXO的原理与之相结合 ,运用最简的单片机器件对其进行二次补偿 ,不仅仍可保持其优点 ,而且可进一步提高其频率—温度稳定性。     

小型抗振时钟晶体振荡器

文中叙述了小型抗振石英晶体振荡器,它的输出频率为２０４.８ｋＨｚ,在－４０℃～８５℃的温度范围内总频率误差小于２０×１０－６。为适应弹上的工作条件,在设计中采用了３．２７６８ＭＨｚ高频晶体和ＣＭＯＳ集成电路做为振荡和频率部分,并在结构设计和安装中做了一些改进。简化了晶体振荡器的技术程序和提高了它的可靠性。分析了晶振的工作情况,介绍了它的电路参数和设计原理及实验中出现的主要问题。结果表明：小型抗振石英晶体振荡器满足了设计和工作要求。     

加速度对晶体振荡器的影响及补偿技术研究

晶体振荡器作为基准频率源,在电子设备中发挥着重要作用。晶体振荡器对加速度具有敏感性,振动、冲击、离心力等作用均会导致其输出频率失稳。讨论了加速度影响晶体振荡器频率及相噪的机理,介绍了目前降低加速度效应的常用措施,并提出一种基于数字补偿系统的新方法。     

宽频偏线性压控晶体振荡器

首先讨论了限制压控晶体振荡器频偏扩展的原因,和扩展频偏的方法。对常用的加电感扩展频偏网络进行了较详细的理论分析。还讨论了压控晶体振荡器的主要技术指标和电路设计时遇到的问题,并提出了相应的改进措施。研制的宽频偏线性压控晶体振荡器取得了较好的结果。现已应用于实际工程之中。