微机补偿晶体振荡器与热拍频率的产生

发布时间：2026-01-22 09:09

微机补偿晶体振荡器与热拍频率的产生

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微机补偿晶体振荡器与热拍频率的产生

热拍频率的产生

微机补偿石英振荡器使用高稳定性的 10MHz Sc 切型石英晶体谐振器和双模振荡器，这能同时激发谐振器的和 3 次泛音模式。拍频率可以是基频模式乘 3 然后减去 3 次泛音频率，如图所显，或者 3 次泛音频率除 3 ，这样得到拍频率 fβ = f1 - f3/3。如前图所式，拍频率是单调的并且几乎是温度的线性函数。它提供了一个高精度，数字显示的振动范围的温度，因此就不需要外加的温度计。

微机补偿晶体振荡器

微机补偿晶体振荡器频率相加方法

结构图

在频率叠加方法中，直接数字频率合成器（ DDS）基于 N2 产生一个校正频率 fd ，从而在所有温度情况下 f3 + fd = 10MHz。相位锁定回路把电压控制晶体振荡器的频率精确的控制在 10MHz。

在“频率模式” 中， 1PPS 的输出是从 10MHz 除以一些数得到的。在能量守恒的“调速方式” 中， 1PPS 是直接从 f3 驱动直接数字频率合成器，并通过使用不同的校正公式产生的。锁相环和一部分数字电路被关闭。在校正的同时，微处理器准备“休眠”，并且定时被延长来减少能量的需求。

微机补偿晶体振荡器脉冲消除方法

在脉冲消除方法中， SC 切型的谐振器频率要稍微高于输出频率 f0。比如，如果 f0 为10MHz ，则 SC 切型谐振器的频率在设计的温度范围内都要略高于 10MHz。双模振荡器提供两种输出信号，其中之一 fβ为谐振器的温度指标。信号均由微机进行处理，它根据 fβ来确定对 fc 的必要修正，然后从 fc 中减去所需要的脉冲数，以得到校正输出 f0。在适时修正间隔(~ 1 s)内不能减去的小部分脉冲被用作进位脉冲，所以长期平均值在± 2 x 10-8设计准确度内。 PROM 中的校正数据对每个晶体来说都是唯一的，并且根据 fc 和 fβ输出信号的精密温度特性获得的。已校正的输出信号 f0 能够再分频，来产生 1pps 的时间参考或能够直接用来驱动时钟。由于在脉冲消除过程中产生了有害的噪声，必须对附加信号进行处理，以提供用于频率控制的有用频射输出。例如，可以通过锁定 VCXO 的频率 f0 把 MCXO的频率准确度传递给另一个低噪声低成本压控晶体振荡器（VCXO）来完成这项工作。

微机补偿晶体振荡器温度补偿晶体振荡器比较

参数	微机补偿晶体振荡器	温度补偿晶体振荡器
切型	AT\SC 切型	AT 切型
允许切角误差	大	小
金属封装误差	大	小
入射倾角	次要	重要
滞后现象(-550C 到 +850C)	10-9 到 10-8	10-7 到 10-6
年老化率	10-8 到 10-7	10-7 到 10-6