一種高頻低噪聲溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-12 22:35
晶體振蕩器在電子信息產(chǎn)業(yè)中有著非常廣泛的應(yīng)用,同時(shí),對(duì)于電子儀器、國(guó)防軍工、通信、航空航天等領(lǐng)域來(lái)說(shuō),晶體振蕩器都對(duì)技術(shù)的發(fā)展與革新有著至關(guān)重要的作用?梢哉f(shuō),精密的晶體振蕩器是電子系統(tǒng)的最重要一環(huán)。但是,在自然狀況下隨著溫度的變化,晶體振蕩器的輸出頻率會(huì)發(fā)生漂移。為了改善頻率漂移帶來(lái)的輸出誤差,常用的解決方案是采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)提高頻率在溫度變化時(shí)的穩(wěn)定度。本文通過(guò)對(duì)于多種傳統(tǒng)溫度補(bǔ)償方案的分析比較,結(jié)合對(duì)于溫度補(bǔ)償原理的分析,提出了一種新型溫度補(bǔ)償方案,避免了變?nèi)荻䴓O管的使用,也就避免了相位噪聲指標(biāo)的惡化。傳統(tǒng)的溫度補(bǔ)償方法主要有利用熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)的模擬補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO),數(shù)字補(bǔ)償晶體振蕩器(DTCXO)與如今常用的微機(jī)補(bǔ)償晶體振蕩器(MCXO)。但以上補(bǔ)償方法歸根結(jié)底離不開變?nèi)荻䴓O管的使用,需要在不同的溫度點(diǎn)下,在變?nèi)荻䴓O管的兩端加載特定的電壓,用以將晶體振蕩器的輸出頻率補(bǔ)償至固定的值,這個(gè)特定的電壓也可以稱為補(bǔ)償電壓。正因?yàn)槿绱?晶體振蕩器中的固有交流電壓一定會(huì)對(duì)補(bǔ)償電壓產(chǎn)生一定程度的干擾,導(dǎo)致相位噪聲的惡化。本課題設(shè)計(jì)了12.8MHz的溫度補(bǔ)償樣機(jī),首先測(cè)得了在未經(jīng)補(bǔ)...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
頻率溫度曲線
第二章晶體振蕩器與溫度補(bǔ)償7第二章晶體振蕩器與溫度補(bǔ)償振蕩器是一種可以在通電后,持續(xù)產(chǎn)生特定頻率與波形的電子器件,常見的有RC振蕩器,LC振蕩器,晶體振蕩器。溫度補(bǔ)償晶體振蕩器則是一種保證輸出頻率穩(wěn)定的晶體振蕩器。本章主要通過(guò)分析石英晶體振蕩器,說(shuō)明振蕩器起振與保持振蕩的條件,并介紹多種溫度補(bǔ)償?shù)姆桨,由此說(shuō)明他們的共同點(diǎn)與不足,并以此引出本文所設(shè)計(jì)的一種新型溫度補(bǔ)償晶體振蕩器方案。2.1石英晶體諧振器石英晶體諧振器與外圍電路一起,便構(gòu)成了本論文將要重點(diǎn)討論的石英晶體振蕩器。本節(jié)分別討論石英晶體物理特性與常見分類,介紹不同切型的石英晶體的特點(diǎn),說(shuō)明了研究中經(jīng)常關(guān)注的石英晶體諧振器的指標(biāo)與參數(shù)。最后確定石英晶體諧振器的溫度頻率關(guān)系。2.1.1石英晶體簡(jiǎn)介作為石英晶體諧振器中最為關(guān)鍵的石英晶體,我們首先需要對(duì)石英晶體本身進(jìn)行討論。在理想狀態(tài)下,石英晶體呈現(xiàn)六棱晶柱的形狀,如圖2-1所示,為理想狀態(tài)下的左旋石英晶體與右旋石英晶體。又因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)石英晶體具有正壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng),所謂的壓電效應(yīng),即是研究者發(fā)現(xiàn),對(duì)于石英晶體,對(duì)其施加力和對(duì)其施加電場(chǎng)之間存在著相互作用的關(guān)系。圖2-1理想狀態(tài)下的左旋石英晶體與右旋石英晶體當(dāng)石英晶體發(fā)生形變時(shí),晶體內(nèi)部電子會(huì)發(fā)生極化現(xiàn)象并產(chǎn)生電荷,這種效
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文8應(yīng)被稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)對(duì)著石英晶體極化方向施加電場(chǎng)時(shí),石英晶體又會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的形變,這種效應(yīng)被稱為逆壓電效應(yīng)[25,26]。正因?yàn)榇耍⒕w振蕩器成為了常用的電子元件之一,如圖2-2(a)所示,為晶體振蕩器的實(shí)物,而圖2-2(b)和圖2-2(c)展示了晶體振蕩器的電路符號(hào)和常見的PCB封裝。(a)(b)(c)圖2-2常見晶振。(a)實(shí)物圖;(b)電路符號(hào);(c)封裝圖2.1.2石英晶體振蕩器的分類由于石英晶體可以產(chǎn)生精確諧振頻率的特點(diǎn),石英晶體振蕩器被制造出來(lái),并成為了最常用的電子元器件之一。其相較于RC、LC振蕩電路,有著更為優(yōu)秀
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Altium Designer印制電路板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 郭銳,孫宏偉. 中國(guó)新通信. 2019(09)
[2]基于雙通道互相關(guān)的微弱信號(hào)檢測(cè)及測(cè)向方法[J]. 閆濤,沈文亮,姬冰. 無(wú)線電工程. 2016(11)
[3]AT和BT切石英晶體頻率溫度特性隨切角變化關(guān)系研究[J]. 張鵬,陳麗麗. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2016(09)
[4]A fully integrated CMOS VCXO-IC with low phase noise, wide tuning range and high tuning linearity[J]. 楊艷軍,曾云. Journal of Semiconductors. 2015(06)
[5]基于KEIL及PROTEUS的繼電控制系統(tǒng)功能仿真與檢測(cè)[J]. 吳文通,張喜玲,劉朝暉. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2015(05)
[6]Proteus和Keil軟件在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王海燕,楊艷華. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2012(05)
[7]相位噪聲測(cè)量技術(shù)的發(fā)展[J]. 閻棟梁. 宇航計(jì)測(cè)技術(shù). 2006(05)
[8]新型模擬溫度補(bǔ)償晶體振蕩器[J]. 梁珣,黃顯核. 壓電與聲光. 2006(03)
[9]基于SC切晶體的高準(zhǔn)確度MCXO[J]. 趙政強(qiáng),周渭. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2002(S3)
[10]數(shù)字溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(DTCXO)的設(shè)計(jì)[J]. 丁素廣,高放. 中國(guó)集成電路. 2002(10)
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
[2]中國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系構(gòu)建研究[D]. 孫康慧.吉林大學(xué) 2011
碩士論文
[1]一種寬調(diào)諧溫度補(bǔ)償振蕩器的設(shè)計(jì)[D]. 李藝媚.電子科技大學(xué) 2019
[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]相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 鄭曉光.東南大學(xué) 2016
[4]中韓電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)內(nèi)貿(mào)易影響因素實(shí)證研究[D]. 張安琪.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[5]基于stm32的微機(jī)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的設(shè)計(jì)[D]. 朱忠凱.電子科技大學(xué) 2013
[6]一種用于溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的芯片設(shè)計(jì)[D]. 肖鵬.華中科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3491761
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
頻率溫度曲線
第二章晶體振蕩器與溫度補(bǔ)償7第二章晶體振蕩器與溫度補(bǔ)償振蕩器是一種可以在通電后,持續(xù)產(chǎn)生特定頻率與波形的電子器件,常見的有RC振蕩器,LC振蕩器,晶體振蕩器。溫度補(bǔ)償晶體振蕩器則是一種保證輸出頻率穩(wěn)定的晶體振蕩器。本章主要通過(guò)分析石英晶體振蕩器,說(shuō)明振蕩器起振與保持振蕩的條件,并介紹多種溫度補(bǔ)償?shù)姆桨,由此說(shuō)明他們的共同點(diǎn)與不足,并以此引出本文所設(shè)計(jì)的一種新型溫度補(bǔ)償晶體振蕩器方案。2.1石英晶體諧振器石英晶體諧振器與外圍電路一起,便構(gòu)成了本論文將要重點(diǎn)討論的石英晶體振蕩器。本節(jié)分別討論石英晶體物理特性與常見分類,介紹不同切型的石英晶體的特點(diǎn),說(shuō)明了研究中經(jīng)常關(guān)注的石英晶體諧振器的指標(biāo)與參數(shù)。最后確定石英晶體諧振器的溫度頻率關(guān)系。2.1.1石英晶體簡(jiǎn)介作為石英晶體諧振器中最為關(guān)鍵的石英晶體,我們首先需要對(duì)石英晶體本身進(jìn)行討論。在理想狀態(tài)下,石英晶體呈現(xiàn)六棱晶柱的形狀,如圖2-1所示,為理想狀態(tài)下的左旋石英晶體與右旋石英晶體。又因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)石英晶體具有正壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng),所謂的壓電效應(yīng),即是研究者發(fā)現(xiàn),對(duì)于石英晶體,對(duì)其施加力和對(duì)其施加電場(chǎng)之間存在著相互作用的關(guān)系。圖2-1理想狀態(tài)下的左旋石英晶體與右旋石英晶體當(dāng)石英晶體發(fā)生形變時(shí),晶體內(nèi)部電子會(huì)發(fā)生極化現(xiàn)象并產(chǎn)生電荷,這種效
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文8應(yīng)被稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)對(duì)著石英晶體極化方向施加電場(chǎng)時(shí),石英晶體又會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的形變,這種效應(yīng)被稱為逆壓電效應(yīng)[25,26]。正因?yàn)榇耍⒕w振蕩器成為了常用的電子元件之一,如圖2-2(a)所示,為晶體振蕩器的實(shí)物,而圖2-2(b)和圖2-2(c)展示了晶體振蕩器的電路符號(hào)和常見的PCB封裝。(a)(b)(c)圖2-2常見晶振。(a)實(shí)物圖;(b)電路符號(hào);(c)封裝圖2.1.2石英晶體振蕩器的分類由于石英晶體可以產(chǎn)生精確諧振頻率的特點(diǎn),石英晶體振蕩器被制造出來(lái),并成為了最常用的電子元器件之一。其相較于RC、LC振蕩電路,有著更為優(yōu)秀
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Altium Designer印制電路板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 郭銳,孫宏偉. 中國(guó)新通信. 2019(09)
[2]基于雙通道互相關(guān)的微弱信號(hào)檢測(cè)及測(cè)向方法[J]. 閆濤,沈文亮,姬冰. 無(wú)線電工程. 2016(11)
[3]AT和BT切石英晶體頻率溫度特性隨切角變化關(guān)系研究[J]. 張鵬,陳麗麗. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2016(09)
[4]A fully integrated CMOS VCXO-IC with low phase noise, wide tuning range and high tuning linearity[J]. 楊艷軍,曾云. Journal of Semiconductors. 2015(06)
[5]基于KEIL及PROTEUS的繼電控制系統(tǒng)功能仿真與檢測(cè)[J]. 吳文通,張喜玲,劉朝暉. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2015(05)
[6]Proteus和Keil軟件在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王海燕,楊艷華. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2012(05)
[7]相位噪聲測(cè)量技術(shù)的發(fā)展[J]. 閻棟梁. 宇航計(jì)測(cè)技術(shù). 2006(05)
[8]新型模擬溫度補(bǔ)償晶體振蕩器[J]. 梁珣,黃顯核. 壓電與聲光. 2006(03)
[9]基于SC切晶體的高準(zhǔn)確度MCXO[J]. 趙政強(qiáng),周渭. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2002(S3)
[10]數(shù)字溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(DTCXO)的設(shè)計(jì)[J]. 丁素廣,高放. 中國(guó)集成電路. 2002(10)
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
[2]中國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系構(gòu)建研究[D]. 孫康慧.吉林大學(xué) 2011
碩士論文
[1]一種寬調(diào)諧溫度補(bǔ)償振蕩器的設(shè)計(jì)[D]. 李藝媚.電子科技大學(xué) 2019
[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]相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 鄭曉光.東南大學(xué) 2016
[4]中韓電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)內(nèi)貿(mào)易影響因素實(shí)證研究[D]. 張安琪.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[5]基于stm32的微機(jī)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的設(shè)計(jì)[D]. 朱忠凱.電子科技大學(xué) 2013
[6]一種用于溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的芯片設(shè)計(jì)[D]. 肖鵬.華中科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3491761
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