晶體振蕩器作為高精度的頻率源而廣泛的應(yīng)用于通信、測(cè)量、航空航天、儀器儀表等多個(gè)領(lǐng)域。溫度補(bǔ)償晶體振蕩器因具有低功耗、便于集成等優(yōu)勢(shì)成為了目前最常用的晶體振蕩器之一。傳統(tǒng)的溫度補(bǔ)償方式是通過(guò)對(duì)晶體振蕩器的輸出頻率進(jìn)行控制,來(lái)保證晶體振蕩器輸出頻率的穩(wěn)定性,達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)男Ч＿@種補(bǔ)償方式的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,并且在補(bǔ)償過(guò)程中會(huì)受到溫滯效應(yīng)的干擾,表現(xiàn)為升溫和降溫過(guò)程中的溫-頻特性曲線(xiàn)不一致,從而引起溫度誤差。本文針對(duì)頻率測(cè)量等儀器對(duì)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的使用需求,提出一種新型的開(kāi)環(huán)軟件補(bǔ)償?shù)奈C(jī)補(bǔ)償晶體振蕩器（MCXO）,旨在提高頻率測(cè)量的準(zhǔn)確度并簡(jiǎn)化MCXO的結(jié)構(gòu)。本文沒(méi)有從硬件上對(duì)MCXO的輸出頻率進(jìn)行控制,而是在其作為頻率計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其它信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí),以軟件數(shù)據(jù)修正的方式達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｊ紫刃枰崆巴ㄟ^(guò)溫度實(shí)驗(yàn)獲得晶體振蕩器在不同溫度下的頻差,然后在頻率測(cè)量的數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,將這一誤差進(jìn)行修正,即不斷地以數(shù)據(jù)的形式修正測(cè)量過(guò)程中的頻率標(biāo)稱(chēng)值,始終保證以晶體振蕩器準(zhǔn)確的頻率輸出為基準(zhǔn)進(jìn)行運(yùn)算和處理,從而達(dá)到MCXO應(yīng)用于頻率測(cè)量時(shí)溫度補(bǔ)償?shù)哪康�。為了�?duì)溫滯效應(yīng)進(jìn)行抑制,本文選擇SC切雙模... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

虧SC切晶體擒振器的頰率濡度特性

晶體振蕩器的切型方位圖如圖 2.3 所示。幾種切型石英片的方位圖2.2.1 AT 切晶體諧振器AT 切型的晶體諧振器在上世紀(jì) 20 年代被提出。其頻率溫度特性呈現(xiàn)為近似三次函數(shù)的關(guān)系[21][22]，如圖 2.4 所示，AT 切的零溫度系數(shù)點(diǎn)在室溫范圍之內(nèi)且日老化率較低。因此，使用 AT 切諧振器做成的晶體振蕩器擁有良好的頻率溫度特性，通常應(yīng)用于 1-150MHZ 頻率范圍內(nèi)的諧振器。AT 切諧振器有一個(gè)較大的問(wèn)題是熱過(guò)沖現(xiàn)象[23]。當(dāng)其所在環(huán)境的溫度值由一固定值跳躍升至另一值時(shí)，該諧振器的頻率會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 10-6~10-7的過(guò)沖，然后才會(huì)慢慢地趨近于另一個(gè)穩(wěn)定的頻率；反之，當(dāng)環(huán)境溫度突然降低時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)相反的頻率過(guò)沖。熱過(guò)沖是由晶體諧振器內(nèi)產(chǎn)生的熱應(yīng)力而引起的，而熱應(yīng)力是因?yàn)闇囟茸兓瘯r(shí)石英片中各處的溫度分布不均勻所導(dǎo)致的。石英片中的溫度分布需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能均勻，在這個(gè)過(guò)程中，溫度分布的差異會(huì)逐漸減小，其熱應(yīng)力也會(huì)逐漸減小。即便將諧振器置于恒溫槽內(nèi)，其溫度也必然存在著一定的變化，進(jìn)而產(chǎn)生熱過(guò)沖效應(yīng)導(dǎo)致晶體振蕩器的短期頻率穩(wěn)定度較差。AT 切諧振器的另一個(gè)問(wèn)題是幅頻效應(yīng)比較大，即諧振器的振蕩幅度與頻率之間的關(guān)系，當(dāng)振幅較大的時(shí)候，振蕩頻率會(huì)隨著振幅的增大而驟增。而幅頻效應(yīng)主要是因?yàn)槭艿街C振器的熱應(yīng)力影響，因此一定不能讓 AT 切諧振器的升溫或者冷卻太快

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文這里假設(shè)被測(cè)信號(hào)為xf 、參考信號(hào)為rf ，并且滿(mǎn)足x rf Af f ，r f f，其中 A 為正整數(shù)并且 A 1，令 A=1，即x rf f f ，此時(shí)被測(cè)信號(hào)采樣點(diǎn)波形如圖 4.1所示，從圖中可以觀(guān)察到，在每個(gè)周期上的第一個(gè)采樣點(diǎn)隨著周期的延伸會(huì)出現(xiàn)微小的移動(dòng)，對(duì)信號(hào)的采集足夠長(zhǎng)時(shí)，觀(guān)察后續(xù)采集點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)信號(hào)過(guò)零后的第一個(gè)采樣點(diǎn)重新回到了初始和位置，即相位重合點(diǎn)，而且這種重合現(xiàn)象是隨著采集時(shí)間的延伸重復(fù)且規(guī)律性發(fā)生的。兩個(gè)相位重合點(diǎn)之間的這段采樣時(shí)間稱(chēng)為最小公倍數(shù)周期，用minT 來(lái)表示，其倒數(shù)為最大公因子頻率max cf 。 t 為量化相移分辨率，又稱(chēng)為步進(jìn)值其值為：max cr xx rft T Tf f (4-1)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]交叉耦合結(jié)構(gòu)集成石英晶體振蕩器相位噪聲與穩(wěn)定性研究[J]. 謝海情,曾承偉,曾健平,賈新亮,王超,王龍,陳玉輝,李潔穎.  湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(10)
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[6]數(shù)字溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的微機(jī)化探討[J]. 朱潔.  民營(yíng)科技. 2014(10)
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博士論文
[1]晶體振蕩器溫度補(bǔ)償技術(shù)的研究[D]. 劉東.電子科技大學(xué) 2017

碩士論文
[1]一種基于晶體振蕩器相關(guān)端點(diǎn)的相位差測(cè)量方法的研究與補(bǔ)償[D]. 周揚(yáng).西安電子科技大學(xué) 2018
[2]單變?nèi)荻䴓O管的壓控溫補(bǔ)晶體振蕩器設(shè)計(jì)[D]. 彭伏生.電子科技大學(xué) 2018
[3]高階溫度補(bǔ)償晶體振蕩器設(shè)計(jì)[D]. 王宏興.西安電子科技大學(xué) 2018
[4]一種新型VCTCXO的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 焦俊杰.電子科技大學(xué) 2016
[5]應(yīng)力補(bǔ)償?shù)臏匮a(bǔ)晶體振蕩器研究[D]. 王富明.西安電子科技大學(xué) 2015
[6]微機(jī)補(bǔ)償晶體振蕩器實(shí)時(shí)在線(xiàn)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 歐崢偉.湖南大學(xué) 2014
[7]高穩(wěn)定度晶體振蕩器特性研究[D]. 李立波.西安電子科技大學(xué) 2014
[8]基于晶體振蕩器的老化建模及其智能補(bǔ)償[D]. 薛沖.西安電子科技大學(xué) 2014
[9]溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 方圓.武漢科技大學(xué) 2013
[10]石英晶體振蕩器溫度補(bǔ)償技術(shù)的研究[D]. 鄧志鵬.西南交通大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3445160