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摘要:为满足晶体振荡器设计要求,尤其是频率稳定度要求,研究人员针对当前设计内容进行了全面创新与优化,提出一种基于超高稳定度的智能化晶振设计技术内容。针对于此,本文主要对超高稳定度智能化晶振设计技术的相关内容进行研究与分析,通过分析晶振设计技术短期稳定度情况,总结与归纳其的优化措施。并在此基础上,根据分析结果以仿真平衡谐波方式,达到优化电路参数的目的。根据结果显示,该种方法取得的频率稳定度较高,值得推广与应用。
关键词:超高稳定度;智能化;晶振设计技术
1 短时间内频率超高稳定度问题的研究与分析
所谓的短期频率稳定度主要是指面对噪声问题引起振荡频率波动变化,应该及时采取降低电路中噪声问题的方法手段,尽可能地在短期内确保频率稳定度效果。晶体电极管集电流呈现出下降趋势时,秒级短稳现象基本可以保持在稳定状态,并且同时可以借助减少振荡管集电极电流方式达到上述效果。但需要注意的是,按照电路设计要求最好防止集电极电流过低现象,减少振荡器起振问题。目前来看,研究人员结合以往的测试经验,可以发现当晶体激励保持增加趋势时,秒级短稳效果会出现降低现象。按照估算晶振毫秒级稳定度方法进行衡量与研究,毫秒级短稳可以在一定时间内得到缓解,但是关于方向问题与原本相反[1]。
另外,数据问题主要是从晶振参数方面进行合理估算,因此无法按照有载品质因数方法进行估算。而如果在提高电路激励之后,非线性效应问题引发的噪声系数会呈现出逐渐升高趋势,此时相位噪声问题会随着远端或者近旁问题呈现出恶化情况。此时,短时间内部分因素会根据频率稳定度的变化而发生改变,如噪声问题等。根据这一现象,研究人员若想在短时间内获得超高的频率稳定度,一般多需要从多个方面统筹规划,尽量减少电路中的噪声问题,确保频率稳定度可以维持波动范围当中。同时,在晶振相位噪声预测过程中,研究人员可以选取优势性较好的数学模型,对上述问题进行全面研究与分析。
2 超高稳定度智能化晶振设计技术的实践应用分析
关于超高稳定度智能化晶振设计技术的应用问题,我们需要从振荡电路设计、晶振老化特性与补偿问题、晶振电路与控温电路、频率温度与老化智能补偿等设计角度进行衡量与分析。以下是本人结合相关经验,根据超高稳定度智能化晶振的设计原理,对其设计技术的实践应用情况进行总结与归纳,以期可以给相关人员提供一定的借鉴价值。
2.1 振荡电路的设计问题
缓冲放大电路、主振电路以及滤波电路始终是振荡电路的基本组成结构。其中,电路稳定性问题与噪声抑制问题一般多被视为影响超高稳定度智能化晶振设计的影响因素。根据晶体幅频效应情况,研究人员主张应用SC切型晶体方法,確保热瞬变与应力补偿效果可以达到预期效果[2]。结合实际应用情况来看,该晶体涉及到的幅频效应较低且在频率温度特性方面还具有良好表现,值得推广与应用。当前,在电路设计工作中,研究人员为增强控制电路的稳定性效果,通常会从电源稳压与电路控温设计两个方面入手,以确保晶体电流的稳定性。另外,在电源配置方面,研究人员主张优先应用低噪声稳压电路,并根据现场作业实际情况,适当给予二级稳压处理,减少噪声问题。
2.2 晶振老化特性与补偿问题分析
晶体谐振器老化问题的主要取决于晶振固有老化特性问题。一般来说,晶振固有老化过程基本上可以视为不可逆过程。根据大量研究调查表明,晶体老化因素通常取决于安装、焊接、结构、化学反应等多方面因素。一旦某一因素问题存在明显缺陷,势必会对晶振固有老化问题产生直接作用影响。针对于此,建议可以优先从晶振电路补偿角度入手,针对晶体谐振器激励程度、石英晶体谐振器等问题进行研究与分析。与此同时,根据高精度温度补偿问题,适当引入数字补偿技术,为频率温度的稳定性提供安全保障。最后,结合老化补偿情况,以测试晶振前期的老化数据为基准,按照最小二乘法拟合公式要求,确定晶振老化曲线情况,进行观测与分析。
2.3 晶振电路与控温电路的设计问题
在晶振振荡电路的选择问题上,研究人员通常优先以完善型科尔匹兹电路为主。究其原因,主要是因为科尔比兹电路电路结构比较简单,且在调试起振功能方面效果显著。通过运用仿真软件进行模拟,该电路涉及到的输出功率与相位噪声问题基本上可以达到预期要求。同时,控温电路利用单片控制智能机进行实践操作,当恒温晶振运行状态处于恒定不变时,此时温度传感器会将系统测得的温度信号,以电压数字信号的方式进行输送。最后,根据控制脉冲信号的实际情况,将其合理传送到驱动电路当中,确保振荡电路与晶体谐振器的控温效果可以达到预期[3]。
(图片为晶振电路与控温电路的设计图)
2.4 频率温度与老化智能补偿问题分析
温度补偿智能电路作为以单片机为基础的数字电路形式,在电路组成方面集中以程序与数据存储电路、补偿电压产生电路等为主。根据当前情况来看,补偿电路中涉及到的模数转换器,会在温度传感器测试作用条件下将晶振温度信号,集中以数字信号形式进行传输。经过微处理器作用,得出补偿电压控制量。根据低通滤波器消除作用,实现对晶振输出频率的高温补偿效果、低温补偿效果等。需要注意的是,计算补偿电压控制量的过程中,研究人员可以总结过往经验,合理得出具体数值,防止数值计算过程出现偏差问题。
3结论
总之,科学、合理地设置晶体管振荡器,尤其是集电极电流与晶体激励磁流,一般可以为晶体恒定电流的稳定性与安全性提供相应保障。与此同时,电路设计环节当中通过选用良好的对策,基本上可以达到减少晶体管闪变噪声的问题,并且可以在较短时间内进一步夯实晶体振荡器的稳定性与安全性。除此之外,积极借助智能化补偿技术可以达到超高稳定度效果,利于晶体振荡器在宽温度范围中增强稳定度效果。
参考文献:
[1]敦娟. 超高稳定度智能化晶振设计技术[J]. 科技风,2018(07):94-95.
[2]孙晓英. 超高稳定度智能化晶振设计技术[J]. 压电与声光,2016,38(06):885-887.
[3]沈玥. 低噪声高稳定度晶体振荡器的研究[D].西安电子科技大学,2013.
(作者单位:河北远东通信系统工程有限公司)
关键词:超高稳定度;智能化;晶振设计技术
1 短时间内频率超高稳定度问题的研究与分析
所谓的短期频率稳定度主要是指面对噪声问题引起振荡频率波动变化,应该及时采取降低电路中噪声问题的方法手段,尽可能地在短期内确保频率稳定度效果。晶体电极管集电流呈现出下降趋势时,秒级短稳现象基本可以保持在稳定状态,并且同时可以借助减少振荡管集电极电流方式达到上述效果。但需要注意的是,按照电路设计要求最好防止集电极电流过低现象,减少振荡器起振问题。目前来看,研究人员结合以往的测试经验,可以发现当晶体激励保持增加趋势时,秒级短稳效果会出现降低现象。按照估算晶振毫秒级稳定度方法进行衡量与研究,毫秒级短稳可以在一定时间内得到缓解,但是关于方向问题与原本相反[1]。
另外,数据问题主要是从晶振参数方面进行合理估算,因此无法按照有载品质因数方法进行估算。而如果在提高电路激励之后,非线性效应问题引发的噪声系数会呈现出逐渐升高趋势,此时相位噪声问题会随着远端或者近旁问题呈现出恶化情况。此时,短时间内部分因素会根据频率稳定度的变化而发生改变,如噪声问题等。根据这一现象,研究人员若想在短时间内获得超高的频率稳定度,一般多需要从多个方面统筹规划,尽量减少电路中的噪声问题,确保频率稳定度可以维持波动范围当中。同时,在晶振相位噪声预测过程中,研究人员可以选取优势性较好的数学模型,对上述问题进行全面研究与分析。
2 超高稳定度智能化晶振设计技术的实践应用分析
关于超高稳定度智能化晶振设计技术的应用问题,我们需要从振荡电路设计、晶振老化特性与补偿问题、晶振电路与控温电路、频率温度与老化智能补偿等设计角度进行衡量与分析。以下是本人结合相关经验,根据超高稳定度智能化晶振的设计原理,对其设计技术的实践应用情况进行总结与归纳,以期可以给相关人员提供一定的借鉴价值。
2.1 振荡电路的设计问题
缓冲放大电路、主振电路以及滤波电路始终是振荡电路的基本组成结构。其中,电路稳定性问题与噪声抑制问题一般多被视为影响超高稳定度智能化晶振设计的影响因素。根据晶体幅频效应情况,研究人员主张应用SC切型晶体方法,確保热瞬变与应力补偿效果可以达到预期效果[2]。结合实际应用情况来看,该晶体涉及到的幅频效应较低且在频率温度特性方面还具有良好表现,值得推广与应用。当前,在电路设计工作中,研究人员为增强控制电路的稳定性效果,通常会从电源稳压与电路控温设计两个方面入手,以确保晶体电流的稳定性。另外,在电源配置方面,研究人员主张优先应用低噪声稳压电路,并根据现场作业实际情况,适当给予二级稳压处理,减少噪声问题。
2.2 晶振老化特性与补偿问题分析
晶体谐振器老化问题的主要取决于晶振固有老化特性问题。一般来说,晶振固有老化过程基本上可以视为不可逆过程。根据大量研究调查表明,晶体老化因素通常取决于安装、焊接、结构、化学反应等多方面因素。一旦某一因素问题存在明显缺陷,势必会对晶振固有老化问题产生直接作用影响。针对于此,建议可以优先从晶振电路补偿角度入手,针对晶体谐振器激励程度、石英晶体谐振器等问题进行研究与分析。与此同时,根据高精度温度补偿问题,适当引入数字补偿技术,为频率温度的稳定性提供安全保障。最后,结合老化补偿情况,以测试晶振前期的老化数据为基准,按照最小二乘法拟合公式要求,确定晶振老化曲线情况,进行观测与分析。
2.3 晶振电路与控温电路的设计问题
在晶振振荡电路的选择问题上,研究人员通常优先以完善型科尔匹兹电路为主。究其原因,主要是因为科尔比兹电路电路结构比较简单,且在调试起振功能方面效果显著。通过运用仿真软件进行模拟,该电路涉及到的输出功率与相位噪声问题基本上可以达到预期要求。同时,控温电路利用单片控制智能机进行实践操作,当恒温晶振运行状态处于恒定不变时,此时温度传感器会将系统测得的温度信号,以电压数字信号的方式进行输送。最后,根据控制脉冲信号的实际情况,将其合理传送到驱动电路当中,确保振荡电路与晶体谐振器的控温效果可以达到预期[3]。
(图片为晶振电路与控温电路的设计图)
2.4 频率温度与老化智能补偿问题分析
温度补偿智能电路作为以单片机为基础的数字电路形式,在电路组成方面集中以程序与数据存储电路、补偿电压产生电路等为主。根据当前情况来看,补偿电路中涉及到的模数转换器,会在温度传感器测试作用条件下将晶振温度信号,集中以数字信号形式进行传输。经过微处理器作用,得出补偿电压控制量。根据低通滤波器消除作用,实现对晶振输出频率的高温补偿效果、低温补偿效果等。需要注意的是,计算补偿电压控制量的过程中,研究人员可以总结过往经验,合理得出具体数值,防止数值计算过程出现偏差问题。
3结论
总之,科学、合理地设置晶体管振荡器,尤其是集电极电流与晶体激励磁流,一般可以为晶体恒定电流的稳定性与安全性提供相应保障。与此同时,电路设计环节当中通过选用良好的对策,基本上可以达到减少晶体管闪变噪声的问题,并且可以在较短时间内进一步夯实晶体振荡器的稳定性与安全性。除此之外,积极借助智能化补偿技术可以达到超高稳定度效果,利于晶体振荡器在宽温度范围中增强稳定度效果。
参考文献:
[1]敦娟. 超高稳定度智能化晶振设计技术[J]. 科技风,2018(07):94-95.
[2]孙晓英. 超高稳定度智能化晶振设计技术[J]. 压电与声光,2016,38(06):885-887.
[3]沈玥. 低噪声高稳定度晶体振荡器的研究[D].西安电子科技大学,2013.
(作者单位:河北远东通信系统工程有限公司)