振荡器频率稳定度(精)
振荡器的频率稳定度
C3 R"L = n R'L = ( )2 R'L C3 + C1、 2
2
C1、2 是 C1、 2 极间电容的总和，因而环路增益减小。 C 极间电容的总和，因而环路增益减小。 、 越小，环路增益越小。可见，在这种振荡电路中， 越小，环路增益越小。可见，在这种振荡电路中，减 C3 提高标准性是以牺牲环路增益为代价的。 小 C3 提高标准性是以牺牲环路增益为代价的。 C3 过 就不会满足振幅起振条件，而停振。 小，就不会满足振幅起振条件，而停振。
3. 讨论 提高 LC 振荡器频稳度的措施 ① 减小 ω0 、 Qe 和 f ，尤其是 ω0 ，为此必 须减小外界因素的变化和 ω0、Qe和f 对外界因素变化 的敏感度。 的敏感度。 ② 减小 f 和增大 Qe ，目的是减小由 Qe 、f 引起的振荡频率变化量。 引起的振荡频率变化量。 二、提高频稳度的基本措施 1. 减小外界因素的变化
。
总电容， ③ 增加 LC 总电容，减小管子极间电容在总电容 中的比重， 中的比重，减小管子输入和输出电阻及它们变化量对 Qe 的影响。 的影响。 但，当频率一定时，增加电容势必减小回路电感， 当频率一定时，增加电容势必减小回路电感， 降低，不利于频稳度的提高。 使固有品质因数 Q0 及 Qe降低，不利于频稳度的提高。 所以，增加总电容是有限度的。因此一般都串联电容， 所以，增加总电容是有限度的。因此一般都串联电容， 减小管子与回路间耦合的方法。 电路。 减小管子与回路间耦合的方法。如：clapp电路。 电路
瞬时(秒级)频稳度： 瞬时(秒级)频稳度：电路内部噪声引起的频率相对 变化量。 变化量。 通常指短期频稳度。 通常指短期频稳度。 (3) 表式 若将规定时间划分为 n 个等间隔，各间隔内实测 个等间隔， 的振荡频率分别为 f1 , f2 fn 则当振荡频率规定为 fosc ， 短期频稳度的 标称频率) (标称频率)时，短期频稳度的定义为
晶体振荡器基础知识单选题100道及答案解析
晶体振荡器基础知识单选题100道及答案解析1. 晶体振荡器的核心部件是（）A. 晶体B. 电容C. 电感D. 电阻答案：A解析：晶体振荡器中起关键作用的是晶体，其具有稳定的谐振频率。
2. 晶体振荡器的主要优点是（）A. 频率稳定度高B. 输出功率大C. 成本低D. 易于调试答案：A解析：晶体振荡器相比其他振荡器，最突出的优点就是频率稳定度高。
3. 晶体在振荡器中起到（）A. 放大作用B. 选频作用C. 滤波作用D. 调制作用答案：B解析：晶体的特性使其在振荡器中主要起到选频作用，确定振荡频率。
4. 常见的晶体振荡器类型不包括（）A. 皮尔斯振荡器B. 考毕兹振荡器C. 哈特莱振荡器D. 克拉泼振荡器答案：C解析：哈特莱振荡器不是常见的晶体振荡器类型。
5. 晶体振荡器的频率取决于（）A. 晶体的尺寸B. 晶体的材料C. 晶体的切割方式D. 以上都是答案：D解析：晶体的尺寸、材料和切割方式都会影响其振荡频率。
6. 以下哪种因素对晶体振荡器的频率稳定性影响最小（）A. 温度B. 电源电压C. 负载电容D. 布线电感答案：D解析：布线电感对晶体振荡器频率稳定性的影响相对较小，温度、电源电压和负载电容的影响较大。
7. 晶体振荡器输出的波形通常是（）A. 正弦波B. 方波C. 三角波D. 锯齿波答案：A解析：晶体振荡器一般输出正弦波。
8. 为提高晶体振荡器的频率，可采取的方法是（）A. 减小晶体的负载电容B. 增大晶体的负载电容C. 增加晶体的串联电阻D. 减少晶体的串联电阻答案：A解析：减小晶体的负载电容可以提高晶体振荡器的频率。
9. 晶体振荡器的起振条件是（）A. 环路增益大于1B. 环路增益小于1C. 环路增益等于1D. 环路增益为0答案：A解析：环路增益大于1 是振荡器起振的条件。
10. 晶体振荡器的相位平衡条件是（）A. 反馈信号与输入信号同相B. 反馈信号与输入信号反相C. 反馈信号超前输入信号90 度 D. 反馈信号滞后输入信号90 度答案：A解析：相位平衡条件要求反馈信号与输入信号同相。
正弦波振荡器-PPT
2
2001年9月--12月
6
导致振荡频率不稳定得原因(续2)
2、 影响环路 Q 值得因素
o
Q1 Q2
2
Q2
Q1
f01 f02
f0
f
▪ 器件输入、输出阻抗中得有功 部分。
▪ 负载电阻得变化。
▪ 回路损耗电阻尤其就是电抗元 件 得高频损耗,环路元器件得高频 响应等。
2
2001年9月--12月
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导致振荡频率不稳定得原因(续3)
• 泛音晶体振荡器:利用石英谐振器得泛音振动特性对频率 实行控制得振荡器称为泛音晶体振荡器。这种振荡器可以将 振荡频率扩展到甚高频以至超高频频段。
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1、 并联型晶体振荡电路
(1)皮尔斯(C-B)电路
RFC
Rb1
C
B
VCC
Rb 2
E
C1
Cb Re C2
JT
C
C1
E
C2
B
Lq
• 温度隔离法:将关键电抗元件置于特制得恒温槽内,使槽内得 温度基本上不随外界环境温度得变化。
▪ 利用石英谐振器等固体谐振系统代替由电感、电容构成得电 磁谐振系统,她就是高稳频率源得一个重要形式。 由于这种谐振系统构成得振荡器,不但频率稳定性、频率准确 度高,而且体积、耗电均很小,因此,在许多领域已被广泛地 采用。
0
2 L C
▪ 等号右边得负号表示频率变化得方向与电抗变化得方向刚好 相反。如电感量加大,振荡频率将降低。
2001年9月--12月
9
主要稳频措施(续1)
▪ 温度补偿法和温度隔离法:引起电抗元件电感量和电容量 变化最明显得环境因素就是温度得变化。
石英晶体振荡器的主要参数
石英晶体振荡器的主要参数
晶振的主要参数有标称频率，负载电容、频率精度、频率稳定度等。
不同的晶振标称频率不同，标称频率大都标明在晶振外壳上。
如常用一般晶振标称频率有：48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz～40.50 MHz等，对于特别要求的晶振频率可达到1000 MHz以上，也有的没有标称频率，如CRB、ZTB、Ja等系列。
负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部全部有效电容之和，可看作晶振片在电路中串接电容。
负载频率不同打算振荡器的振荡频率不同。
标称频率相同的晶振，负载电容不肯定相同。
由于石英晶体振荡器有两个谐振频率，一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振：另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。
所以，标称频率相同的晶振互换时还必需要求负载电容一至，不能冒然互换，否则会造成电器工作不正常。
频率精度和频率稳定度：由于一般晶振的性能基本都能达到一般电器的要求，对于高档设备还需要有肯定的频率精度和频率稳定度。
频率精度从10^(-4)量级到10^(-10)量级不等。
稳定度从±1到±100ppm不等。
这要依据详细的设备需要而选择合适的晶振，如通信网络，无线数据传输等系统就需要更高要求的石英晶体振荡器。
因此，晶振的参数打算了晶振的品质和性能。
在实际应用中要依据详细要求选择适当的晶振，因不同性能的晶振其价格不同，要求越高价格也越贵，一般选择只要满意要求即可。
1。
晶振 稳定度
晶振稳定度
晶振的稳定度是指晶体振荡器在一定的工作条件下，输出信号的频率稳定性，即它的频率变化范围。
稳定度可以通过温度稳定度和负载稳定度来衡量。
晶振的稳定度是电子产品中非常重要的性能指标之一，尤其对于需要高精度及高稳定性的应用来说。
晶振通常被用于时钟电路、计时器、通信设备等领域，因为这些领域对于频率稳定度要求较高。
为了满足对稳定度的要求，晶振的设计和制造过程需要严格控制和优化。
使用高质量的晶片材料、合适的封装技术、精准的晶片加工等都可以提高晶振的稳定度。
晶振的稳定度通常用ppm（百万分之一）来表示，ppm越小，说明晶振的稳定度越高。
一般来说，晶振的稳定度在±10 ppm左右就可以满足大多数应用的需求。
晶振的稳定度是衡量晶体振荡器性能的一个重要指标，它对于电子产品的正常运行和性能稳定性具有重要影响。
在选择和使用晶振时，需要综合考虑其温度稳定度和负载稳定度，以满足具体应用的要求。
模拟电子技术基础知识振荡器的频率稳定性与调谐技巧
模拟电子技术基础知识振荡器的频率稳定性与调谐技巧模拟电子技术中的振荡器在电子系统中起到了非常重要的作用，它能够产生稳定的信号，用于时钟同步、频率合成等应用。
然而，在振荡器的设计和调试过程中，频率稳定性和调谐技巧是需要非常重视的方面。
本文将介绍振荡器频率稳定性的评估方法以及调谐技巧的一些基本原则。
一、频率稳定性的评估方法频率稳定性是指振荡器输出频率的变化程度，常用的评估方法有相对稳定度和绝对稳定度。
1. 相对稳定度相对稳定度是指振荡器频率变化相对于整个输出频率范围的百分比。
通常使用相对频率偏差（Relative Frequency Deviation，RFD）来进行评估。
RFD的计算公式如下所示：RFD = (f_max - f_min) / f_avg * 100%其中，f_max为振荡器输出频率的最大值，f_min为最小值，f_avg为平均值。
通过相对稳定度的评估，可以比较不同振荡器在频率稳定性方面的优劣。
2. 绝对稳定度绝对稳定度是指振荡器输出频率的变化程度与参考标准频率的偏差。
常用的评估指标有绝对频率偏差（Absolute Frequency Deviation，AFD）和位移调制指标（Displacement Modulation Index，DMI）。
AFD表示振荡器输出频率与参考标准频率之间的误差，常用单位为Hz。
AFD越小，说明振荡器的频率稳定性越好。
DMI衡量振荡器输出频率在不同幅度的调制信号作用下的变化程度。
一般来说，DMI越小，说明振荡器的频率稳定性越好。
二、调谐技巧的基本原则在实际振荡器的设计和调试中，为了获得稳定的输出频率，需要注意一些调谐技巧的基本原则。
1. 选择合适的振荡器结构振荡器结构的选择对频率稳定性有着直接的影响。
常见的振荡器结构包括LC振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等。
不同结构的振荡器适用于不同的应用场景，需要根据实际需求选择合适的结构。
2. 使用稳定的元器件振荡器的频率稳定性还与使用的元器件的稳定性有关。
电路基础原理探究振荡器的稳定性和频率稳定度
电路基础原理探究振荡器的稳定性和频率稳定度在电路中，振荡器是一种生成连续信号的电路，它可以产生周期性的电信号波形。
在许多应用中，我们需要一个稳定且准确的振荡器，因此，振荡器的稳定性和频率稳定度成为了电路工程师们关注的核心问题。
一、振荡器的分类振荡器可以分为两类：正反馈振荡器和负反馈振荡器。
正反馈振荡器是由一组放大器和带有正反馈的反馈回路组成的，其输出信号会在反馈回路中被放大并重新输入到放大器中，从而形成周期性信号。
负反馈振荡器是由一个带有负反馈的放大器和适当的电路组成的，负反馈电路会使输出信号变得稳定，从而实现振荡。
本文主要讨论正反馈振荡器的稳定性和频率稳定度。
二、振荡器的基础原理正反馈振荡器的核心是正反馈回路，其中包含了一些被称为振荡器反馈回路的网络组件。
这些组件可以将一部分输出信号反馈到振荡器的输入端口，从而产生振荡。
正反馈回路具有放大系数大的特点，它可以为输入信号提供增益，使其保持稳定且连续。
三、稳定性的影响因素为了实现稳定的振荡，必须满足振荡器的增益和相位条件，否则就会出现不稳定的振荡。
而振荡器的增益和相位与反馈回路的频率有关，因此对于反馈回路的频率变化非常敏感。
1. 器件的非线性特性许多电子元器件在不同的工作条件下具有不同的电特性，这种非线性特性会影响到振荡器的性能。
例如，常用的集成电路中的放大器，在不同的电源电压和工作温度条件下，其放大倍数和特性都会发生变化，从而对整个振荡器的稳定性产生影响。
2. 外界的干扰振荡器可能受到来自外部电磁场的干扰，例如电源线或附近的电气设备，这些干扰会破坏振荡器反馈回路的稳定性。
四、频率稳定度的影响因素振荡器的频率稳定度是指它的输出频率与稳定的参考频率的差异。
频率稳定度取决于反馈回路的稳定性和振荡器的噪声特性。
1. 电容和电感正反馈振荡器通常使用电容和电感构成的反馈网络。
这两个元件的电性质和体积大小会影响反馈回路的频率响应，从而影响振荡器的稳定性和频率稳定度。
高频电子线路 振荡器的频率和振幅稳定度汇总
减小晶体管极间电容在总电容中的比例。减小管子 输入、输出阻抗及其变化量对回路的影响。
回路总电容量不可过大，否则L过小，不利稳频 EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
4.3.2 振幅稳定度
指在规定条件下，输出信号幅度的相对变化量。 振幅稳定度表示为
U Uo
Uo 为输出电压的标称值， ∆U 为实际输出电压与标称值之差。
主要由于器件老化。 短期频率稳定度 一天之内振荡频率的相对变化量 主要由于温度、电源电压等外界因素变化 瞬时频率稳定度 秒或毫秒内振荡频率的相对变化量 EXIT
由电路内部噪声或突发性干扰引起。
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
4.3.1 频率稳定度
一、频率稳定度的概念
中波广播电台发射机的频率稳定度为 电视发射机的频率稳定度为
EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
三、提高频率稳定度的主要措施
1. 减小外界因素变化的影响 2. 提高谐振回路的标准性 选用高质量的参数稳定的回路电感器和电容器。 选用具有不同温度系数的电感和电容构成谐振回路 改进按照工艺，缩短引线、加强引线机械强度。 增加回路总电容量，减小晶体管与谐振回路间的耦合。
f f f 0
频率稳定度表示为
f f0
f指实际频率，f0 指标称频率 测量时，∆f要取多次 测量结果的最大值。
EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
4.3.1 频率稳定度
一、频率稳定度的概念
按照所规定时间的不同，频率稳定度分为 长期频率稳定度 一天以上乃至几个月内振荡频率相对变化量
3
10 5 10 7
振荡电路中的频率稳定技术
振荡电路中的频率稳定技术在振荡电路中，频率稳定技术是一项关键技术。
振荡电路是一种能够产生稳定频率输出信号的电路，广泛应用于通信、无线电、计算机等领域。
本文将介绍振荡电路中的频率稳定技术，包括控制振荡频率的方法、提高频率稳定性的技术和应用实例等。
一、控制振荡频率的方法1.1 Quartz晶振Quartz晶振是一种使用晶体的振荡器，具有稳定的频率特性。
通过将Quartz晶振与电路相连接，可以实现精确控制振荡频率的目的。
Quartz晶振的频率稳定性高、体积小，被广泛应用于各种电子设备中。
1.2 反馈控制反馈控制是一种通过反馈信号来调整振荡频率的方法。
通过将输出信号与输入信号通过反馈回路连接，可以使振荡电路的频率保持在一定范围内。
反馈控制可以根据需要通过调整反馈信号的相位、幅度等参数来控制振荡频率的稳定性。
二、提高频率稳定性的技术2.1 温度补偿技术温度对振荡电路的频率有很大的影响，为了提高频率稳定性，可以采用温度补偿技术。
通过使用温度传感器和补偿电路，可以根据温度变化来自动调整振荡电路的频率，从而提高频率稳定性。
2.2 噪声抑制技术噪声是影响振荡电路频率稳定性的一个重要因素。
为了提高频率稳定性，可以采用噪声抑制技术。
例如，在电路设计中使用低噪声放大器、降低电路的噪声功率等方法，可以有效地提高振荡电路的频率稳定性。
三、应用实例3.1 通信领域在无线通信系统中，频率稳定的振荡电路是确保通信质量的重要保障。
通过采用高稳定度的振荡器和频率稳定技术，可以有效地减少通信系统中的抖动和干扰，提高通信质量和稳定性。
3.2 医疗设备在医疗设备中，如心电图仪、超声波设备等，频率稳定的振荡电路对于准确测量和诊断至关重要。
通过采用高精度的振荡器和频率稳定技术，可以提高医疗设备的测量精度和稳定性，提高诊断效果。
总结频率稳定技术在振荡电路中起着重要作用，可以有效地控制振荡频率，提高频率稳定性。
通过采用Quartz晶振、反馈控制等方法，可以实现频率的精确控制。
振荡器的频率稳定度
5.4 振荡器的频率稳定度⇒产生等幅持续的振荡满足起振、平衡和稳定三个条件波形。
⇒振荡器的瞬时当受到外界或振荡器内部不稳定因素干扰相位（或频率）会在平衡点附近随机变化。
频率稳定度f与标称频率0f偏离的程度。
用于衡量实际振荡频率osc频率稳定度是振荡器最为重要的性能指标之一。
现代电子技术的飞速发展对振荡器的频率稳定度提出了越来越高的要求。
通信系统的频率不稳定，就会因漏失信号而无法通信，如调频广播发射机的频率不稳，调频接收机就不能准确接收，如调频广播发射机的频率准确、稳定，则接收机在不需要调谐的情况下能够实现自动收听和转播；在数字电路中，时钟不稳会引起时序关系的混乱；测量仪器的频率不稳定会引起较大的测量误差；军事保密通信及空间技术对频率稳定度提出了更为严格的要求。
例如，要实现与火星通信，频率的相对误差不能大于1110-数量级。
倘若给距离地球5600万千米卫星定位，要求频率的相对误差不能大于1210-数量级。
1 频率准确度和频率稳定度评价振荡频率的主要指标是频率准确度和频率稳定度。
频率准确度表明实际工作频率偏离标称频率的程度，分为绝对频率准确度和相对频率准确度。
绝对频率准确度是实际工作频率osc f 与标称频率0f 的偏差0osc f f f ∆=- （5.4.1） 相对频率准确度是频率偏差f ∆与标称频率之比000osc f f f f f -∆= （5.4.2） 频率稳定度是在指定时间间隔内频率准确度变化的最大值。
也分为绝对频率稳定度和相对频率稳定度。
最常用的是相对频率稳定度，简称频率稳定度，以δ表示0max 0osc f f f δ-=时间间隔 （5.4.3） 其中0max osc f f -是某一间隔内的最大频率偏移。
如某振荡器标称频率为5MHz ，在一天所测的频率中，与标称值偏离最大的一个频率点为4.99995MHz ，则该振荡器的频率稳定度为605max60(4.99995 5)10110/510osc f f dayf δ--⨯-===⨯⨯day day 在频率准确度与频率稳定度两个指标中，频率稳定度更为重要。
Excel在晶体振荡器长期频率稳定度计算中的应用
说明该方法 的实用性及 有效性。
关键词： Ｅ ｃ ｌ ｘ ｅ ：长期频率稳 定度计算； 曲线拟合 中图分类号：Ｔ ９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号；１ ７ －７ ９ ２ １ ）０ １ １ ０ ２ Ｎ８ ６ １ ５ ７（ ０ Ｏ ７ ０ ～０ ７
０引言
按 照 《 Ｊ１４ —３ 体振 荡器 总 规 范 》定义 ［］ ＧＢ ６８９ 晶 ２ ，晶 体振 荡器 长 期频
Ｆ ＝ （６ ＋ ） ｆ １＝ ＊ ｎ Ｂ ３ ５ Ｉ － ＊ ｎ Ｂ Ｉ Ｉ （ ） ｙ ｆ ３ ５ １ 一 （ ） Ａ Ｌ （． ６ ＋ ） Ａ Ｌ （＊ ＋ ） ８
１曲线拟 合的理 论分析
１ １曲线拟 合原 理 ．
由此 可预测 得 到 晶体 振 荡器 日频率 稳定 度 、月频 率稳 定度和 年 频率稳 定度 数据 以及任 意时 间间 隔的频 率变化 量 。 ２Ｅ ｃ ｌ 合处 理计算 ｘ ｅ掇 长期 频率稳 定度 曲线 拟合 可 以采用 规划 求解 法和 图表 趋势 线拟 合法两 （） ｘ 。使 在 原数
到 的 函数 曲线虽 然不 能保 证通 过所 有 的样本 点 ，但 是可 以很 好 的 近 逼 它
们 ，能够 充分 反映 已知数据 问 内在 的数 量关 系。 １２ 曲线拟合 方法 ． 曲线拟 合 的方法 ，一般 有 最小二 乘方 曲线 拟合和 差值 拟合 等方 法 。因 最小 二乘 方法 曲线 拟合 最 为简单 和具 有代 表性 ，本文 仅讨 论最 小二 乘方 曲 线拟 合方法 。 最 小 二乘法 曲线 拟合 ，是 一种使 误差 平方 和最 小 的多项式 拟合 ，通 过 拟 合 找 出一条 曲线 使在 误差 平方 和最 小 的准则 下与 所有 数据 点最 为接 近 。 这 种方 法可 以把 实验 数据 拟合 成 函数 公式 ，对 非线 性方 程 ，用 多项式 和迭 代 的方法 去求 固定格 式 的解 。 如 果观测 数据 是
振荡器的频率稳定度
若射频输入伴有强干扰
射频信号
只要本振纯，且
下混频
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中频信号
本振信号 结果： 本振噪声与强干扰 进行倒易混频变成中频 ——降低中频信噪比 但当本振有噪声时 就不会对中频产生干扰
本振噪声干扰数波的相位中的调制，如：QPSK
01
添加标题
带有相位噪声的本振信号对已调波进行下混频后
可抑制幅度调制产生的幅度噪声
电路噪声——相位调制——相位噪声——对频率的影响如何？
频率是相位的微分
振荡频率 在平均值上下随机起伏
振荡器的频谱如何？
当 时：
载波
载波
相位噪声
0
带相位噪声的振荡器输出频谱
相乘，产生频谱搬移
7.5.2 相位噪声的影响
振荡器在通信机中的用途——接收机、发射机的本振源
上混频器将本振噪声转移到了发射频带内， 发射信号不纯的频谱对邻道信号产生干扰。
结果：
上混频
本振信号
发射信号
中频信号
发射机：
接收机：
下混频器将本振噪声转移到了中频段，降低了信噪比
射频信号
无本振噪声
下混频
本振信号
中频信号
BW 有本振噪声
②倒易混频
现象：
7.5 振荡器的频率稳定度
7.5.1 概述
振荡器主要指标：频率准确度和稳定度
准确度
绝对频差
相对频差
稳定度——在一定的时间间隔内，频率准确度的变化
长期频率稳定度
短期（瞬时）频率稳定度
影响长期频率稳定度因素：
（如温度，电源电压，磁场，负载等外界因素）
元件老化、元件参数的慢变化
振荡器所处环境条件变化
振荡器的频率稳定及对策
值 越小 ， 振荡 器 的频 率稳定 度 就越 高 ， 据规定 时 间 根 的长短 不 同 ， 率稳 定度 可分 为长期 稳定 度 、 期稳 频 短
定度 和瞬 时稳定 度 。 ］
着 重分析 了导致振 荡频 率 不 稳 定 的 因素 ， 细地 阐 详
述 了提 高频 率稳 定度 的主要措 施 和稳 定 方法 。
维普资讯
振荡 器的频 率稳定 及对 策
余 明辉 （ 洲 湾职 业技 术学 院 ， 建 莆 田 ３ １５ ） 湄 福 ５ ２ ４
Ｓｔ ｂｉ ｔ ｎ ｕｎ ｅ ｍ ｅ ｓ ｅ ｏ ｈｅ Ｆｒ ｑ ｅ ｙ ｏ ｃｌａ ｏ ａ ｌ ｙ ａ ｄ Ｃｏ ｔ ｒ ａ ｕｒ ｎ ｔ ｅ ｕ ｎｃ ｆＯｓ ｉｌ ｔ ｒ ｉ
式中
／ Ａ （ ］ １ ２ ｆ一 ） ）
一 …
度 和 频率外 ， 必 须保 证 输 出信 号 的 幅度 和频 率 的 还 稳 定 。幅度稳 定度 和频率 稳定 度 是振荡 器 的 ２ 重 个 要 质 量指标 。 而频率 稳 定度更 为重 要 。
， — — 标称 频率 值 ０
— —
一
频 率稳 定 度 是 振 荡器 的重 要指 标 ， 如果 这个 指
标 达不 到所 要求 的标 准 ， 实 际应 用 中就 会 产生 一 在
系 列 问题 。例如 ， 在无 线 电通信 中 ， 如载 波信号 源 的
现象 却是 不可 避免 的 。为了衡 量 实 际振 荡 频 率 厂
频 率稳 定度 达不 到 标 准 ， 波 频 率 的 变化 就 可 能 干 载
规 定 时 间（ １天 ） 的测量 次数 内
（ ）——第 ｉ 次测量获得的相对频率偏差 （ ） ——相对频差的算术平均值
石英振荡器参数
石英振荡器参数
石英振荡器是一种利用石英晶体的谐振特性来产生稳定的频率信
号的设备。
它具有以下几个重要参数：
1. 频率（Frequency）：石英振荡器的输出频率是其最重要的参
数之一，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
常见的石英振荡器频率包括
10 MHz、20 MHz等。
2. 稳定度（Stability）：石英振荡器的稳定度决定了频率信号
的稳定程度。
稳定度一般以频率偏移或频率漂移来表示，通常在ppm （每百万分之）或ppb（每十亿分之）范围内。
较高的稳定度意味着频率变化较小，信号更稳定。
3. 相位噪声（Phase noise）：相位噪声是指振荡器输出信号中
含有非期望的相位变化，通常以dBc/Hz（每赫兹下的相对功率）表示。
相位噪声较低的石英振荡器会产生更干净、噪声较少的信号。
4. 工作电压（Operating voltage）：石英振荡器的工作电压指
振荡器所需的电源电压。
常见的工作电压为3.3V或5V，不同工作电压适用于不同的应用场景。
5. 工作温度范围（Operating temperature range）：石英振荡
器的工作温度范围是指振荡器能够正常工作的温度范围。
典型的工作
温度范围为-40℃至+85℃，或者更广泛的-55℃至+125℃。
这些参数可以根据具体的应用需求进行选择，以满足频率稳定和
噪声要求。
三种振荡器常用的稳频方法介绍
三种振荡器常用的稳频方法介绍在卫星电视接收机的高频头中，本机振荡器的工作频率很高，处在微波频段。
根据下变频的要求，本机振荡频率与输入信号频率相差一个中频，第一中频的频率范围为950MHZ~1450MHZ，对于C波段，通常采用高本振频率方案，输入信号的频率范围为3.70GHZ~4.20GHZ，本振频率为5.15GHZ；对于KU波段，通常采用低本振方案，输入信号的频率范围为11.70GHZ~12.20GHZ，本振频率为1.075GHZ。
由于高频头放置于到外，环境温度变化形成较大的温差，往往会使本的振频率产生漂移，从而产生跑台现象。
因此，要求本振频率在不同的环境温度中（-330~+60℃）产生的最大频偏小于2MHZ。
振荡器常用的稳频方法有3种：晶振倍频法、锁相环稳频法和高Q值谐振倍频法，下面分别予以介绍。
1、晶振倍频法：因为晶体工作频率一般不能很高，所以先在较低的频率上构成一个晶体振荡电路，然后利用非线性电路得到该振荡频率的高次谐波，通过选频回路选出该高次谐波分量，再进行放大。
由于倍频的倍数较大，通常需要使用多级倍频器级联。
这种稳频方式虽然能获得较高的稳定度，但结构复杂，体积大、效率低、谐波干扰大，仅在早期的微波通信中得到应用。
2、锁相环稳频法：微波振荡器由压振荡器组成，在输出端取出一部分能量，经微波分频后，与一个晶体振荡器产生的基准频率进行相位比较，得到的误差信号经环路滤波器平滑滤波后，用来控制微波压振荡器的控制电压，使得振荡器的频率与基准频率锁定。
这种稳频方法可使微波振荡器的频稳度与晶振的频稳度保持在同一数量级上，效果最好，本振相位噪声最低，只是电路较复杂，成本较高，主要用于卫星数字电视、卫星数字通信等要求较高的场合。
在25℃测试条件下，对于C波段、KU波段单本振单极化数字宽带锁相环高频头，采用PLL锁相技术后，本振稳定性较好，一般本振频率稳定度为100KHZ；对于C/KU双波段双本振双极化单输出（或双输出）高频头，一般本振频率稳定度为500KHZ。
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振荡器频率稳定度
3.3.1 频率稳定的表示方法
频率准确度又称频率精度：它表示振荡频率f osc偏离标 称频率 fo 的程度。有： 绝对频率准确度(绝对频率偏差) f fosc fo 相对频率准确度(相对频率偏差) f
fo f osc f o fo
频率稳定度：在一定时间间隔内，频率准确度 变化的程度，实际上是频率“不稳定度”。
后的等效电容
C1C2C3 C3 C C3 C1C2 C2C3 C1C3 1 C3 C3 C1 C2
于是，振荡角频率
osc
1 1 LC LC3
电路的振荡频率近似只与 C3 、 Ｌ有关。而几乎与
C1 C2 无关。
电路特点： 晶体管结电容、对振荡
频率的影响。
由图3.3.1（b）可以看到, 与谐振回路的接入系数：
o
tan ( gm k )
osc 0
0
2Qe
tan( gm k )
3.3.2
因而有
osc
osc osc osc 0 Qe (gm k ) 0 Qe （gm k )
o
考虑到 Qe 值较高，即 o sc 1 于是得到LC振荡器频率稳定度的一般表达式为
C2C3 C2串C3 C2 C3 C2 n C1C2 C1 （C2串C3） C C2C3 C1 C2 1 C3 C2 C3
和基本电容三点式电路中 Cce与谐振回路的接入系数
n
C2
(C1 C2 ) 比较, 由于 C3 C1 , C2 所以 n n
特点是在回路中增加
了一个与Ｌ串联的小 电容 C3 。 电路条件是:
C3 C1 , C3 C2
图3.3.2 克拉泼振荡电路 （a）实用电路（b)高频等效电路 （改进型振荡器动画） 3.3.4
若不考虑晶体管输入、输出电容的影响。因为
C3 远远小于 C1 或 C2 , 所以C1 、 C3 三个电容串联 C2、
为绝对频差的平均值，称为绝对频率准确度。显然，
f 0 越小，频率准确度就越高。
3.3.1
对频稳度的要求视用途不同而异。 例如：中波广播电台发射机 105 数量级； 电视发射机 10 数量级； 普通信号发生器 104 ~ 105 数量级； 高精度信号发生器107 ~ 109 数量级；
7
3.3.1
通常根据指定的时间间隔不同，频率稳定度可分为：
长期稳定度：时间间隔为1天~12个月；
短期稳定度：时间间隔为1天以内，用小 时、分、秒计算； 瞬间稳定度：指在秒或毫秒以内。 通常所讲的频稳度一般指短期频稳度。若将规定时 间划分为n个等间隔，各间隔内实测的振荡频率分别为
f1 、 f 2 、 f3 、 f 4 、…、 f n ，则当振荡频率规定为f0 (标称
k 的值也越大。 加载越重，反馈系数 k f 越大，
3.3.3
提高频率稳定度的措施
加恒温槽，稳压电源。 加减振装置，减少负载的变化（加缓冲）。
1、减小外界因素变化的影响
2、提高电路抗外界因素变化影响的能力。
•A、提高回路的标准性。 •B、选取合理的电路形式。 回路标准性：因外界因素变化，回路元件保持回路 固有频率不变的能力。也就是说，振荡回路的标准性是 指回路电感和电容的标准性。
3.3.3
3、减少晶体管的影响 晶体管的极间电容将影响频率稳定度，在设计电路 时应尽可能减少晶体管和回路之间的耦合。 4、提高回路的品质因数 根据 LC回路的特性知，回路的 Q 值越大，回路的相 频特性斜率就越大，即相位越稳定。振荡频率也越稳定。
3.3.3
3.3.4
改进型电容反馈振荡器
一、克拉泼（Clapp）电路 与电容三点式电路 比较，克拉泼电路的
z () 随 增加而 可以得出结论，选频回路的Q 值越高，
下降的斜率就越大，振荡器的频率稳定度也就越高。这 是提高振荡器频率稳定度的一项重要措施。
3.3.2
(g k ) 的变化对频率的影响 （3）
m
频率稳定度也决定于 (gm k )
的大小，而 (gm k ) 主要决
知，相位（频率）稳
定条件主要有负载选 频回路的相频特性决 定，而选频回路的相 频特性可近似表示为：
图3.3.1 （b）品质因数Qe 的变化
o z ( ) arctan 2Qe o
z 由于
o
2Qe
0
所以，决定振荡器相位（频率）
稳定条件的相频特性的斜率与回路的 Q 值成正比，因此
3.3.4
由于 Cce 的接入系数大大减小，所以它等效到回路两端 的电容值也大大减小，对振荡频率的影响也大大减小。
osc 0
0
2Qe
2
tan( gm k )Qe
m
0 ( g k ) 2 2Qe cos ( g k )
m
上式反映了影响振荡器频率稳定性的主要因素。
3.3.2
（2）回路Q 的变化对频率的影响 频率稳定度也决定于
Qe 的大小，见图3.3.1(b)。以上。
3.3.1
3.3.2 振荡器的稳频原理 已知相位平衡条件 g z k 0
m
设回路Q值较高，振荡回路在 osc 附近的相角 z 可以表示为
tan z 2Qe (osc o )
o
因此相位平衡条件可以表示为
即
2Qe (osc o )
频率）时，短期频率稳定度的定义为:
f 0 (f 0 )i f 0 1 lim [ ] f 0 n n i 1 f0 f0
n
2
式中 (f0 )i fi f0 为第i个时间间隔内实测的绝对误差。
1 n f 0 lim ( fi f 0 ) n n i 1
定于晶体管内部的状态，受晶 另外，若 (gm k )的绝对值 越小，频率稳定度就越高， 通常振荡器工作频率越高， 由于晶体管的高频 体管电流 i 、i 变化的影响； b c
图3.3.1 （c）
gm 的绝对值越大。 效应， k 主要是由基极输入电阻引起的，输入电阻对回路的
gm 的变化