晶体振荡器(第二版)
点此进入淘宝搜索页搜索分類: 图书,工业技术,电子 通信,基本电子电路,
作者： 赵声衡，赵英 编著
出 版 社： 科学出版社
出版时间： 2008-5-1字数： 457000版次： 1页数： 373印刷时间： 2008/05/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787030204073包装： 精装编辑推荐
本书为“应用物理学丛书”之一。本书共分十一章，主要介绍了周期信号的频谱、线性系统响应的时域求解、频率源特性的表征、石英晶体振荡器概论、低老化率晶体振荡器、低噪声晶体振荡器、压控晶体振荡器、集成电路晶体振荡器、MEMS振荡器等内容。本书可供从事时间频率控制的工程技术人员、大专院校有关专业的教师和学生参考，也可作为压电技术、通信技术、仪器仪表、计量测试、导航雷达和航空航天等行业专业人员的参考书。
内容简介
本书系统地阐述了低老化率晶体振荡器、低噪声晶体振荡器、压控晶体振荡器、集成电路晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器和MEMs振荡器的工作原理和设计方法。为了帮助读者能深入理解各种类型的振荡电路，书中对谐振器的性能、电噪声和低噪声电子电路、频率稳定度的表征等问题都作了较为详细的叙述。
本书可供从事时间频率控制的工程技术人员、大专院校有关专业的教师和学生参考，也可作为压电技术、通信技术、仪器仪表、计量测试、导航雷达和航空航天等行业专业人员的参考书。
目录
前言
第1章频谱分析概要
1.1周期信号的频谱
1.2非周期信号的频谱
1.3线性系统响应的时域求解
1.4能量频谱和功率频谱
1.5拉普拉斯变换
1.6线性系统响应的频域求解
1.7随机过程的频谱
1.7.1随机过程及其统计特性
1.7.2平稳随机过程的统计特性
1.7.3平稳随机过程的功率谱密度
1.7.4频率起伏功率谱密度与相位抖动功率谱密度的关系
1.7.5维纳-欣钦（Wiene-Khinchin）定理
1.7.6线性系统对随机输入的响应
参考文献
第2章电噪声
2.1热噪声
2.2散弹噪声
2.3闪变噪声
2.4爆裂噪声
参考文献
第3章频率源特性的表征
3.1反馈振荡器噪声谱的简单模型
3.2振荡信号的模型
3.3频率稳定度的频域表征
3.4频率稳定度的时域表征
3.4.1真方差
3.4.2采样方差
3.4.3无间隙二采样方差——阿伦方差
3.4.4修正的阿伦方差
3.5时域测量之间的转换
3.6时域和频域测量之间的转换
3.6.1真方差与谱密度的关系
3.6.2取样方差和谱密度的关系
3.6.3二取样方差与谱密度的关系
参考文献
第4章石英晶体振荡器概论
4.1几种重要切型的石英谐振器
4.2石英谐振器的阻抗-频率特性
4.3与电容串联的石英谐振器
4.4与电容和电感串联的石英谐振器
4.5并联晶体振荡器的复数振荡方程
4.6米勒振荡电路
4.7皮尔斯振荡电路
4.8柯尔匹兹振荡电路
4.9克拉普振荡电路
4.10串联晶体振荡器的复数振荡方程
4.11巴特勒共基串联振荡电路
4.12希格勒串联振荡电路
参考文献
第5章低老化率晶体振荡器
5.1晶振频率漂移的主要机理
5.2石英谐振器的在线品质因数
5.3振荡电路的设计
5.4幅度放大器
5.5输出放大器
5.6B模抑制网络
5.7晶体振荡器的负载效应
5.8晶体管参数对日频率波动的影响
5.9双层恒温晶体振荡器
5.10单层恒温晶体振荡器
5.11快速预热战术晶体振荡器
5.12可驯晶体振荡器
5.13微机控制低老化晶体振荡器
参考文献
第6章低噪声晶体振荡器
6.1放大器的噪声
6.2共射组态晶体管的噪声
6.2.1噪声模型和等效输入噪声
6.2.2晶体管的En-In噪声模型
6.2.3共射组态晶体管噪声系数
6.3共基组态晶体管的噪声
6.4共集组态晶体管的噪声
6.5振荡电路的相位噪声
6.6低噪声晶体振荡器的设计原则
6.7低噪声晶体振荡器实例
6.8高频晶体振荡器短稳的估算
6.9串联型高频晶体振荡器
6.10并联型高频晶体振荡器
6.11平衡反馈晶体振荡器
6.12实际的平衡反馈振荡电路
参考文献
第7章压控晶体振荡器
7.1压控晶体振荡器对石英谐振器的要求
7.2变容二极管
7.3扩展频偏网络的电抗特性
7.3.1谐振器和电容串联时的电抗-频率特性
7.3.2谐振器和电感串联时的电抗-频率特性
7.3.3谐振器与电容电感串联时的电抗-频率特性
7.3.4谐振器和电感并联时的电抗-频率特性
7.3.5谐振器和加感网络相连时的电抗-频率特性
7.4λ/4阻抗变换网络
7.5钽酸锂压控晶体振荡器
7.6压控网络的压控灵敏度和线性度
7.7压控频偏与频率稳定度的关系
7.8电源电压对压控晶振压控特性的影响
7.9压控晶振中频率的异常跳变
7.10压控晶体振荡器实例
参考文献
第8章集成电路晶体振荡器
8.1门振荡器
8.2中精度模拟集成电路晶体振荡器
8.3集成化高稳晶体振荡器
8.4小型混合式恒温晶体振荡器
8.5模拟-数字混合集成晶体振荡器
8.6单片集成高稳晶体振荡器
参考文献
第9章温度补偿晶体振荡器
9.1参数温度补偿晶振
9.2对谐振器静态电容的补偿
9.3电流补偿温补晶振
9.4使用变容二极管的温补晶振
9.5网络模拟温补晶振
9.6网络模拟温补晶振实例
参考文献
第10章MEMS振荡器
10.1MEMS谐振器的最早设想
10.2悬臂梁型谐振栅晶体管谐振器
10.3挠曲型调谐器
10.4使用新封装技术制作谐振器和振荡器
10.4.1新封装技术
10.4.2基于新封装技术的MEMS振荡器
10.5MEMS谐振器和振荡器的生产现状
参考文献
第11章晶体振荡器应用指南
11.1石英谐振器
11.1.1AT切型石英谐振器
11.1.2BT切型石英谐振器
11.1.3FC切型石英谐振器
11.1.4SC切型石英谐振器
11.2石英谐振器的封装
11.2.1高真空玻璃壳封装
11.2.2真空金属壳冷压焊和电阻焊封装
11.2.3TO型真空封装谐振器
11.3长期频率稳定度
11.3.1老化的原因
11.3.2老化的表征
11.4短期频率稳定度
11.4.1电噪声
11.4.2频率稳定度的频域表征
11.4.3频率稳定度的时域表征
附录
书摘插图
第5章低老化率晶体振荡器
晶体振荡器按其性能和用途的不同，可分为长期频率稳定度较好和短期频率稳定度较好两类。前者常称为低老化晶振，后者常称为低噪声晶振。本章的任务就是对低老化晶振的设计和制造作较为详细的说明，并提供一些较为成功的实例给大家参考。
目前，长稳较好的晶振，其最好的老化率已达10-2/d，已接近铷原子频标的水平。但与铯原子频标和氢原子频标相比，大约还差2-3个数量级。至今原子频标还不能完全取代晶体振荡器。原因之一是晶振的价格较低，且寿命较长。从理论上说。晶振的寿命是无限的，而且运行时间愈长，其老化率愈低。原子频标的寿命近年来有很大提高，但最多也不过15-20年。另一原因是原子频标的短稳比晶振的短稳差。因此，所有原子频标的输出实际上都是被它锁定的晶体振荡器的输出。这一输出信号既具有原子频标的低老化率，又具有晶体振荡器优良的短稳特性。
如果晶振的老化率能改善一到两个数量级，则晶振就初步具有与原子频标抗衡的能力。但遗憾的是，从上个世纪七十年代至今，晶振的老化率一直停留在10-11/d这个水平上。什么时候以何种方式突破这一瓶颈，现在还很难说清楚。
低老化率晶振都是恒温晶振。恒温槽的好坏直接关系到晶振的好坏。有关恒温槽的内容，作者已在先期出版的《精密恒温槽原理》一书中作了详细的说明故本章只在必要时才会略微提及。
5.1晶振频率漂移的主要机理[1～6]
引起晶振频率漂移的首要原因是石英谐振器的参数随时间变化。在谐振器的四个参数Co、Rq、Ca、La当中，Co决定于石英的介电常数和石英片及电极的几何尺寸。这些因素基本上是稳定的，因而Co比较稳定，不会引起频率的漂移。Rq的变化只会引起振荡幅度的变化，对频率的影响极小。所以石英谐振器参数随时间的变化主要是Cq和Lq的变化。
谐振器参数老化的原因是极为复杂的，也是多方面的。首先，石英材料本身就存在老化效应。虽说水晶是一种物理、化学性能十分稳定的材料，但石英振荡器频率的老化率如此之低，以致石英材料的任何微小变化都会引起可观的频率漂移。石英材料的变化是指材料中杂质原子、填隙原子和晶格空位等缺陷的重新分布。缺隙的重新分布引起谐振器弹性系数的变化，从而导致频率的漂移。要减小这种漂移首先应选用较好的水晶材料。常用的水晶有天然和人造的两种。
……
