晶体振动器的相位噪声

压电效应

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具有零温度系数(厚度剪切模式)

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f (T)进行双旋转切割

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横向力的影响

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弯曲力的影响

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频率随加速度的变化

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加速度灵敏度矢量

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决定加速度灵敏度的因素

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带有共振的加速度灵敏度

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正弦振动诱导边带

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振动引起的侧带

正弦振动在载流子的fv处产生谱线,其中fv为振动频率。

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例如,如果||=1ppb/G和f0 =10mhz,那么即使振荡器在静止状态下完全无噪声,仅由= 1 G的正弦振动水平引起的谱线是:

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倍频

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随机振动引起的相位噪声

随机振动对相位噪声的贡献由下式给出:

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PSD=功率谱密度(或ASD=加速度谱密度),单位:G²/Hz|| = 1 ppb/G,仅由于PSD=0.1 G 2/Hz的振动而产生的相位“噪声”--即使振荡器在静止时完全无噪声)--将为:

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随机振动引起的相位噪声

即使很轻的振动]对相位噪声的影响也不可忽略

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例如:良好的低噪声10 MHz OCXO(静止时):

L(f) ≤ ‐100 dBc/Hz @1 Hz

  L(f) ≤ ‐130 dBc/Hz @ 10 Hz

  L(f) ≤ 150 dBc/Hz @ 100 Hz

当g灵敏度为1 ppb/G时,随机振动PSD也会产生相同水平的噪声

2∙10‐6G2/Hz @1 Hz

                       2∙10‐7G2/Hz @ 10 Hz and 100 Hz


相位噪声

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G灵敏度测量

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频率特性

机械传递特性

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产生的相位噪声

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实际结果

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振动补偿

多个正交排列3或6个晶体驱动一个振荡器加速计补偿产生相同振幅但相反相位的控制信号

振动中超低噪声晶体振荡器相位噪声的降低

主动补偿技术

结论

振动灵敏度可通过以下方式提高:

1.晶体取向:最小G灵敏度方向=>最强振动方向

2.使用减震器进行隔振:外部振荡器封装,包装内部

       3.振动补偿:3轴多晶排列,加速度计技术,主动补偿技术

用减震器进行隔振:

1.大尺寸封装

2. 质量更高 :

                               OCXO:较高的电流消耗

                     OCXO:缓慢预热

                         3.肖氏硬度下限**振动水平

4. 低通响应



                   在低频时无衰减

                                                                                                    阻尼系数越低,固有频率附近的衰减越严重

                                                                                                    衰减较小,阻尼系数较高






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