温补晶振加速度效应的混合补偿技术研究

【摘要】：几乎所有的电子设备的运行都依赖于频率源,因此频率源的稳定性直接影响电子设备的工作性能。温补晶振以其质量轻、体积小、频率稳定度高、价格低廉等优点,常作为频率基准源广泛应用于制导导弹、卫星导航接收机、无线通信等电子设备中。无论是在飞行器中还是在通信设备中,温补晶振作为频率源都会遭受来自设备本身以及外界的振动或冲击,由于晶振本身具有的加速度效应,振动或冲击会导致温补晶振的频率发生严重的抖动,这将导致设备的性能急剧下降。因此,如何减小温补晶振的加速度敏感度成为本论文研究的核心。论文首先介绍了温补晶振的加速度效应,探讨了通过温补晶振的压控端来对晶振实施频率压控补偿的可行性,对Pierce和Colpits两种最常用的振荡电路的压控特性进行了仿真研究,并对温补晶振压控端进行了实验研究。由于数字补偿要求较高的实时性,但是无论是元器件还是谐振网络均会对补偿信号产生一定的时延,因此,随着晶振所受振动频率越高,由于时延导致的补偿误差越大,压控补偿效果则越差。为了提高温补晶振在高频振动下的频率稳定度,论文提出了利用机械缓冲补偿高频振动,压控补偿低频振动的方法,设计了单级和两级隔振结构,并对两种隔振结构进行了仿真分析,结果表明机械缓冲技术在高频阶段能有效实现对晶振的隔振。可见,结合混合数字和机械补偿技术可以实现温补晶振在较宽范围内的振动补偿,提高温补晶振的频率稳定度。论文最后对温补晶振分别进行了数字补偿、机械补偿和混合补偿实验验证,结果表明通过混合补偿技术,温补晶振在4g@(30~1k)Hz多频点上的信号相位噪声均得到近15dB的改善。
【关键词】：TCXO 加速度效应 数字补偿 机械缓冲 混合补偿
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN752.2