[发明专利]一种低相位噪声抗振型晶体振荡器

说明书

本发明公开了一种低相位噪声抗振型晶体振荡器，采用基于模拟电路的闭环反馈补偿构架，其功分器将压控晶体振荡器的输出信号分为两路，其中一路输入相位～电压转换电路，根据压控晶体振荡器输出信号的相位转换为对应的电压信号，再经过电压比对电路与参考电压作差，产生补偿电压差信号，再经过加法电路与压控电压V₀进行相加，得到补偿后的压控电压滤波器对压控电压V_c滤波后，并加载到压控晶体振荡器的压控端进行补偿，实现对输出信号相位的补偿。与现有有源补偿的抗振型晶体振荡器相比，直接将与振动实时相关的相位，转换为与之成一一对应映射关系的补偿电压进行补偿，该方法能够克服现有抗振型晶体振荡器中由于使用加速度感器引起的迟滞问题。

技术领域

本发明属于晶体振荡器技术领域，更为具体地讲，涉及一种低相位噪声抗振型晶体振荡器。

背景技术

抗振晶体振荡器(Anti-vibration crystal Oscillator，以下简称AVXO)是一种能在特定振动环境工作并通过一定方式保持晶体振荡器的输出相位在一定的精度范围内的晶体振荡器。它具有低相噪，高稳定性等特点，广泛应用于各种通信、导航、雷达、卫星定位系统、移动通信以及各类电子测量仪器仪表中。

抗振晶体振荡器本质上是带有振动补偿网络并由其产生与振动有关的补偿电压的压控晶体振荡器(Voltage Controlled crystal Oscillator，以下简称VCXO)。由于晶体振荡器是对振动极为敏感的器件，其相位噪声指标在动态条件下通常会严重恶化，从而严重影响整机系统的关键性能。随机振动加速度引起的晶体振荡器单边带相位噪声表示如下：

式中，A_p是振动最大幅度，A是振动实时幅度，Q_L为振荡器振荡回路的有载品质因数，是晶振因加速度产生的相位变化，f₀是中心频率，f_v是振动频率。

对于常用的压控振荡器的线性相位增益特性可以近似表述如下：

其中，是压控晶体振荡器的压控～相位灵敏度，V_C是压控晶体振荡器的控制电压，是压控晶体振荡器的压控端的压控中心电压，是输入压控中心电压为时的相位。

为了实现方程式(2)，需要产生一个补偿电压加在压控晶体振荡器上进行补偿以抵消由振动产生的相位漂移，从而使得振荡器在振动下输出相位稳定，达到补偿的目的。

目前，实现抗振晶体振荡器的有源补偿方法是基于加速度传感器的有源补偿网络的抗振晶体振荡器。图1是基于加速度传感器的有源补偿网络的抗振晶体振荡器原理框图。如图1所示，该抗振晶体振荡器是一种开环补偿方式，利在加速度传感器及调理电路101中，用加速度传感器测量晶体振荡器受到振动的实时振动加速度，然后通过调理电路得到加速度微处理器102根据加速度计算出补偿电压值，再通过补偿网络产生一个补偿电压并将该补偿电压施加到压控晶体振荡器104上，以抵消振动引起的晶体振荡器的相位变化即相位噪声。

显然，现有的基于加速度传感器的有源补偿网络的抗振晶体振荡器是采用开环式补偿构架，要用到加速度传感器，该加速度传感器在电路上尽可能的靠近晶体谐振器，而晶体谐振器的谐振器是被单独封装在密闭空间内，这就不可避免地产生了迟滞，对抗振晶体振荡器的补偿精度有明显影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低相位噪声抗振型晶体振荡器，以避免传感器感知的加速度与谐振器的实时加速度不一致而带来的误差问题，降低相位噪声。

为实现上述发明目的，本发明低相位噪声抗振型晶体振荡器，包括：

压控晶体振荡器，用于产生所需要的信号(输出信号)；

其特征在于，还包括：