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《电子科技大学》 2015年
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LGS低相噪温度补偿振荡器的研究

宋应兵  
【摘要】:晶体振荡器,简称:晶振或晶片,被广泛的应用在电子通信技术领域,在未来的发展中,其越来越趋向于小型、薄片和片式化以及“三高两低”,即:高精确度、高稳定性、高频率,低功耗、低相噪。传统的晶体振荡器是谐振器件,它是根据SiO2结晶体(石英晶体)的压电效应制成的,由于石英晶体本身所具有的特性,在应用中存在较大的频温偏移,特别是一些高频高稳定度的场合,采用一般的温度补偿方式也不能很好的满足应用要求,所以寻找一种固有特性优于石英晶体的新型材料势在必行。本文在此基础上提出了一种在可调范围相对较优的新型材料,LGS:La3Ga5SiO14,langasite,简称LGS,对比分析了LGS和石英晶体的频温特性及其他相关特性,并比较了几种较为普遍的温度补偿方式,最后确定了晶振材料和补偿方案。经国内外众多科学家的反复研究,可知LGS晶体除了继承石英晶体材料较好的压电特性和温度稳定特性外,它还具有较石英晶体更大的机电耦合系数、更小的器件插入损耗以及更宽的带宽。另一方面,传统的微机温度补偿技术在硬件上并没有采用比较先进的处理器,导致处理器资源具有很大的局限性,不能实现复杂的补偿算法,而与处理器分离的测温单元、模数转换单元更会增加人工误差。在软件上缺乏相对完善的算法控制,使得每次实验都需要重启系统、下载程序,使得实验步骤和实验难度大大增加。随着计算机技术的飞速发展,嵌入式的应用越来越普遍,新型的嵌入式微处理器层出不穷,性能也越发强大,集成的片上资源也越来越丰富。本文选用的是STM32f103rc微处理器,它基于ARM公司的Cortex-M3核心,具有多个12位的A/D、D/A模块,丰富的硬件调试接口和外设I/O。结合一套小型的、稳定的、功能完善的国产开源嵌入式实时操作系统RT-thread实现在线实时控制功能,上位机端通过多种温度补偿算法择优计算出需要的补偿电压,这样就避免了程序的反复下载,大大减少了实验步骤,提高了系统的智能化程度,也在一定程度上减少了系统的误差。综上,本文采用新型的LGS晶体振荡器,结合比较先进的温度补偿系统进行研究,大大提高了精度,甚至可以满足某些对精度要求严格的场合。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN752

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