在各種噪聲的作用下引起的系統(tǒng)輸出信號(hào)相位的隨機(jī)變化.描述無(wú)線電波的三要素是幅度,頻率,相位.頻率和相位相互影響.理想情況下,固定頻率的無(wú)線信號(hào)波動(dòng)周期是固定的,正如飛機(jī)的正常航班一樣,起飛時(shí)間是固定的.頻域內(nèi)的一個(gè)脈沖信號(hào)(頻譜寬度接近0)在時(shí)域內(nèi)是一定頻率的正弦波.
石英晶體振蕩器振動(dòng)靈敏度的降低目前正受到頻率控制行業(yè)許多人的關(guān)注,包括晶體和振蕩器制造商.振蕩器已經(jīng)達(dá)到了這樣的性能水平:一個(gè)人走過(guò)房間會(huì)降低近相噪聲,相對(duì)安靜的風(fēng)扇會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)高于更好振蕩器的噪聲基底的邊帶.降低振動(dòng)靈敏度的現(xiàn)有技術(shù)包括降低晶體的加速度靈敏度,隔振系統(tǒng)和主動(dòng)補(bǔ)償.一種補(bǔ)償技術(shù)使用與晶體的靈敏度矢量對(duì)準(zhǔn)的加速度計(jì)來(lái)產(chǎn)生校正信號(hào),另一種技術(shù)使用兩個(gè)定向成加速度矢量指向相反方向的晶體.后一種技術(shù)的改進(jìn)將每個(gè)晶體對(duì)最終頻率的貢獻(xiàn)按比例縮放,從而可以使用具有不同加速度靈敏度的晶體.這些技術(shù)已經(jīng)成功實(shí)施,但是它們有些昂貴,并且難以制造.
為了簡(jiǎn)化振動(dòng)補(bǔ)償振蕩器的制造,正在研究三種新的想法.一種技術(shù)是上述兩種晶振方法的延伸.在這種新的實(shí)現(xiàn)方式中,晶體安裝時(shí)加速度矢量指向相同的方向,這通常意味著并排安裝在PCB上——這是一種簡(jiǎn)單得多的安裝方案,尤其是當(dāng)加速度矢量不垂直于晶體封裝軸之一時(shí).此外,晶體需要具有不同的加速度靈敏度,這通常是隨機(jī)選擇石英晶振的情況.使用晶體的兩個(gè)振蕩器被鎖相,并且由于加速度靈敏度不同,調(diào)諧電壓包含振動(dòng)信息.使用自舉技術(shù)來(lái)縮放該調(diào)諧電壓,并將其施加到兩個(gè)振蕩器,以避免PLL不穩(wěn)定.(有關(guān)更詳細(xì)的描述,請(qǐng)參見:啟動(dòng)鎖相環(huán)以獲得更好的性能.))

另一種技術(shù)通過(guò)直接檢測(cè)晶體板上的音頻壓電電壓,將晶體用作其自身的加速度計(jì).晶體以類似駐極體麥克風(fēng)的方式工作,音頻放大器必須具有非常高的輸入阻抗.RF振蕩器電路通過(guò)小值電容器耦合到貼片晶振以減少音頻信號(hào)的負(fù)載,并且自諧振扼流圈將音頻放大器與RF信號(hào)隔離.為了使該補(bǔ)償方案有效,微音靈敏度矢量必須與頻率靈敏度矢量對(duì)齊.數(shù)字信號(hào)處理可用于校正頻率響應(yīng)差異.

在某些振蕩器拓?fù)渲?已經(jīng)觀察到由于振動(dòng)而容易檢測(cè)到的振幅調(diào)制.同樣,矢量屬性將需要匹配頻率調(diào)制矢量,但是如果調(diào)制機(jī)制相同,這種匹配可能會(huì)發(fā)生.AM檢測(cè)器輸出需要信號(hào)調(diào)節(jié),但是對(duì)信號(hào)的表面檢查表明,一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的"強(qiáng)調(diào)"電路可能是所有必要的.
要知道關(guān)于有源晶振測(cè)量相位噪聲并非易事.大多數(shù)頻譜分析儀沒(méi)有直接測(cè)量石英晶體振蕩器相位噪聲的分辨率.與被測(cè)振蕩器頻率相同的理想,源與振蕩器混合.這產(chǎn)生了這兩個(gè)信號(hào)的乘積,也產(chǎn)生了差異.使用低通濾波器,如果理想源與振蕩器的頻率完全相同,產(chǎn)品將被剝離,只留下差異,這將是振蕩器噪聲

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如何降低石英晶體振蕩器振動(dòng)引起的相位噪聲

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