LGS低相噪溫度補償振蕩器的研究.pdf

1、晶體振蕩器，簡稱：晶振或晶片，被廣泛的應用在電子通信技術領域，在未來的發(fā)展中，其越來越趨向于小型、薄片和片式化以及“三高兩低”，即：高精確度、高穩(wěn)定性、高頻率，低功耗、低相噪。傳統(tǒng)的晶體振蕩器是諧振器件，它是根據(jù)SiO2結(jié)晶體（石英晶體）的壓電效應制成的，由于石英晶體本身所具有的特性，在應用中存在較大的頻溫偏移，特別是一些高頻高穩(wěn)定度的場合，采用一般的溫度補償方式也不能很好的滿足應用要求，所以尋找一種固有特性優(yōu)于石英晶體的新型材料勢在必

2、行。本文在此基礎上提出了一種在可調(diào)范圍相對較優(yōu)的新型材料，LGS：La3Ga5SiO14，langasite，簡稱LGS，對比分析了LGS和石英晶體的頻溫特性及其他相關特性，并比較了幾種較為普遍的溫度補償方式，最后確定了晶振材料和補償方案。
　　經(jīng)國內(nèi)外眾多科學家的反復研究，可知LGS晶體除了繼承石英晶體材料較好的壓電特性和溫度穩(wěn)定特性外，它還具有較石英晶體更大的機電耦合系數(shù)、更小的器件插入損耗以及更寬的帶寬。
　　另一方面

3、，傳統(tǒng)的微機溫度補償技術在硬件上并沒有采用比較先進的處理器，導致處理器資源具有很大的局限性，不能實現(xiàn)復雜的補償算法，而與處理器分離的測溫單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元更會增加人工誤差。在軟件上缺乏相對完善的算法控制,使得每次實驗都需要重啟系統(tǒng)、下載程序，使得實驗步驟和實驗難度大大增加。
　　隨著計算機技術的飛速發(fā)展，嵌入式的應用越來越普遍，新型的嵌入式微處理器層出不窮，性能也越發(fā)強大，集成的片上資源也越來越豐富。本文選用的是STM32f103

4、rc微處理器，它基于ARM公司的Cortex-M3核心，具有多個12位的A/D、D/A模塊，豐富的硬件調(diào)試接口和外設I/O。結(jié)合一套小型的、穩(wěn)定的、功能完善的國產(chǎn)開源嵌入式實時操作系統(tǒng)RT-thread實現(xiàn)在線實時控制功能，上位機端通過多種溫度補償算法擇優(yōu)計算出需要的補償電壓，這樣就避免了程序的反復下載，大大減少了實驗步驟，提高了系統(tǒng)的智能化程度，也在一定程度上減少了系統(tǒng)的誤差。
　　綜上，本文采用新型的LGS晶體振蕩器，結(jié)合比較