622.08MHz 低噪声压控晶振的研制

的选用

通常，石英谐振器通过普通环境条件测试而不损坏并不困难，但要求石英谐振器在极限环境条件下性能稳定就困难了。特别是在振动状态下要求振荡器相位噪声和短期频率稳定性能变化小是非常困难且难以实现的。因为石英谐振器是加速度的敏感元件，人们常用石英谐振器作加速度传感器，而在晶振中恰恰是要避开它的敏感性，以减小振动对振荡信号调制引起的频率不稳定性和相位噪声的增加。晶振要求石英谐振器的加速灵敏度性能指标尽量减小，晶振也要尽量克服和避开它对加速度的敏感性，而且泛音晶体要比基频晶体在各个环境条件下更差。为此特别考虑了以下要求：1. 石英谐振器原料的选用、结构设计和结构件材料选用、工艺过程的设计和实施技巧；2. 晶振结构设计、晶体安装方式、印制板设计和电装工艺技巧。

测试结果

频率温度稳定性

测试结果见表1、图4，可见温度稳定性满足要求。(单位：MHz)

表1 温度频率稳定度测试结果

图4 温度频率稳定度

相位噪声

相位噪声曲线及抖动见图5、图6。测试结果见表2。可见相噪与抖动较好。

表2 相位噪声测试结果

图5 相位噪声曲线 图6 相位噪声

信号输出特性

信号输出特性曲线见图7、图8。测试结果见表3。

图7 输出信号谐波与主频图 图8 频偏100MHz外频谱图

压控范围

电压0.3V至3.0V的频率压控范围与线性见表4、图9。

表3 信号输出测试结果

表4 频率压控范围与线性

图9 频率压控范围与线性

输出电平

输出波形见图10。

图10 输出波形

输入功率

电源电压3.3V的输入电流见表5，可见功耗较小。

表5 电源电压3.3V的输入电流

表6 振动实验数据

表7 冲击实验数据

表8 跌落实验数据



环境条件测试

环境条件下的振动、冲击、跌落测试见表6，可见可靠性较高。以下为试验标准：

• 温度冲击：温度范围：-40℃~85℃ 保存时间：30min 循环次数：6 次

• 振动（破坏性的）：依次按X、Y、Z三个互相垂直的方向试验，振幅为0.75mm，频率为10Hz~55Hz，每个轴向扫描振动各30分钟。

• 冲击（破坏性的）：依次按X、Y、Z三个相互垂直的方向试验，峰值加速度为1000m/s2，持续时间6ms，每个方向冲击3次，波形为半正弦波。

• 跌落（破坏性）：晶体振荡器从高75cm处自由跌落到混凝土平滑表面上，重复3次。

结束语

该晶振体积小、相噪好、压控宽、频谱优、可靠性高。在远程中继通信中，由于有可能产生锐定向辐射，因而使用此高频晶振可以保证用较小的发射机功率实现远距离通信并大大降低邻近通信线路之间的相互干扰及减小窃听通信的危险，适合通信系统中的中继系统通信要求。