目前频率控制元器件行业中,许多石英水晶制造商仍然热衷于晶体振荡器的设计与研究,尤其是降低相位噪声和振动灵敏度方面,美国Wenzel Associates,Inc公司是其中的代表.这几年一直在攻克这两大晶振难题,以往业界的成功例子有很多,但都有明显的缺点,例如成本过高,不宜量产,不良率高等等.然而现在Wenzel晶振公司已经成功开发出,低成本,易生产的低相噪,低灵敏度的晶体振荡器系列产品,以下内容是Wenzel 0scillator设计的思路.
晶体振荡器振动灵敏度的降低目前正受到频率控制行业许多人的关注,包括晶体和振荡器制造商.振荡器达到了高性能水平,一个人走过房间可以降低近距离相位噪声,而相对安静的风扇可以产生远高于晶体振荡器本底噪声的边带.目前降低振动灵敏度的技术包括降低晶体的加速度灵敏度,隔振系统和积极的补偿.一种补偿技术使用与晶体的灵敏度矢量对准的加速度计来产生校正信号,而另一种技术使用两种石英晶体,使得加速度矢量指向相反的方向.后一技术的改进将每个晶体的贡献缩放到最终频率,从而可以使用具有不同加速度灵敏度的晶体.这些技术已经成功实施,但它们有些昂贵且难以制造.
为了简化振动补偿振荡器的制造,正在研究三个新的想法.一种技术是上述两种晶振方法的扩展.在这个新的实现中,晶体安装时的加速度矢量指向相同的方向,这通常意味产丰在PCB上并排-这是一种更容易的安装方案,特别是如果加速度矢量不正常的晶体封装之一轴.此外,晶体需要有不同的加速度敏感度,通常是随机选择的晶体的情况.使用晶体的两个振荡器是锁相的,并且由于加速度灵敏度不同,调谐电压包含振动信息.该调谐电压被缩放并使用自举技术应用于两个振荡器,该技术避免了PLL的不稳定.

在某些Oscillator拓朴中,已经观察到由振动引起的容易检测的幅度调制.同样,矢量属性需要与频率调制矢量匹配,但如果调制机制相同则可能是这种匹配.AM探测器输出需要信号调理,但对信号的表面检查表明,相当简单的”强调”电路可能是必要的.

另一种技术是通过直接在晶体板上检测音频压电电压,将晶体用作自己的加速度计.晶体的工作方式类似于驻体麦克风,音频放大器必须具有非常高的输入阻抗.RF振荡器电路通过小值电容器耦合到晶体以减少音频信号的负载,并且自谐振扼流圈将音频放大器与RF信号隔离.为了使该补偿方案起作用,麦克风灵敏度矢量必须与频率灵敏度矢量对齐.数字信号处理可用于校正频率响应差异.

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0scillator新思路:降低振动引起的相位噪声

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