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高稳定低相位噪声晶体振荡器的研究、设计和CAD

蒋平虎  
【摘要】: 无论是雷达、电子对抗,还是通信、仪器设备等都需要高稳定度的频率源,以保证载波信号的质量。而高稳定的频率源又是以低相噪参考源为基础的,在各种参考源中频率稳定度最好的是高稳定晶体振荡器和原子钟,而原子钟本身也要用到高稳定晶体振荡器。因此对高稳定晶体振荡器的机理和噪声特性进行研究,具有十分重要的意义。目前国内外有很多专家对其进行深入的探讨,也取得一些成果,从国外购买一只低相噪晶体振荡器,价格少则几千元,多则几万元,国内的低相噪晶振虽然价格比国外的低,但价格也惊人,况且指标较高的高稳定晶体振荡器还不能生产。所以低相噪晶体振荡器研制成功不仅有良好的社会效益,而且还能带来可观的经济效益。 本文首先分析了振荡器的工作原理,从理论的角度阐明了晶体谐振器及其等效电路、晶体振荡器和恒温箱的设计,利用电路的噪声模型来分析影响晶体振荡器相位噪声的关键因素,从设计就开始控制晶振的相位噪声,为更好地实现课题的目标打下良好的基础。利用计算机辅助设计技术对高稳定恒温晶体振荡器进行仿真,优化其相位噪声特性,对今后低相噪晶体振荡器的计算机辅助设计具有重要的指导作用。其次在研制的晶体振荡电路中,进行了大量实验,然后对实验结果进行深入细致的分析,充分证明了设计的正确性,研制出的高稳定晶振达到了国内九十年代的先进水平。最后总结出设计低相噪晶体振荡器的方法,为将来低相噪晶体振荡器的设计和研究铺平了道路。


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