亞皮秒相位高穩(wěn)定性振蕩器

石英晶體的頻率取決于其振動模式,現(xiàn)如今大多數(shù)設(shè)計師利用諧波和模式晶可以設(shè)計出頻率范圍為MHz~GHz的高頻石英晶體振蕩器,由于振動效應(yīng)能量發(fā)生在石英板的中心,將能量限制在一個小區(qū)域內(nèi)使得振動板難以振動,通常給定模式中的較低頻率設(shè)備需要較大的封裝,較高頻率的設(shè)備可以以相同的模式放置在較小的封裝中.

超高頻到S波段(476MHz至2.856GHz)振蕩器表現(xiàn)出亞皮秒熱誘導(dǎo)相位漂移已經(jīng)發(fā)展,新的乘數(shù)也顯示異常低殘余相位噪聲,亞皮秒的發(fā)展相穩(wěn)定倍頻器需要的性能要求以線性方式進(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)有技術(shù)加速器同步,現(xiàn)有乘數(shù)表現(xiàn)出相位漂移溫度變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過配電系統(tǒng)的規(guī)格,現(xiàn)有的乘數(shù)用于SLAC2英里直線加速器具有溫度系數(shù)高達(dá)4度/°C,2856MHz(約3900fS/°C).下一個線性碰撞器需要相位穩(wěn)定性RF中的100fS,分布在357頻率超過30公里,分布為50每600米點(diǎn).

6倍因子乘法是分兩個階段,3X和2X,允許選擇具有固有特性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相穩(wěn)定性,Wenzel奇階拓?fù)淙鐖D左所示,在零交叉處固有地切換,僅取決于二極管匹配,常見的二極管倍頻電路也是如此傾向于拒絕振幅和溫度以類似的方式誘導(dǎo)相移,其他乘以被拒絕的乘法器拓?fù)浜蜻x人有非零門檻引起顯著的AM到PM轉(zhuǎn)換和預(yù)計將顯示出顯著的門檻溫度系數(shù).大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是使用3倍乘數(shù)和1500進(jìn)行MHz輸出,由500MHz源組成一個100MHz低噪聲恒溫晶體振蕩器,高級5倍倍頻器,建立了放大器和衰減器(圖右).

一個這樣的乘數(shù)經(jīng)歷20度環(huán)境溫度變化會引入一個階段轉(zhuǎn)移比可接受的大700倍,反饋穩(wěn)定技術(shù)是用于減少誤差但降低漂移乘法器減少了所需的環(huán)路增益穩(wěn)定梁相,增加穩(wěn)定裕度,各種乘法器拓?fù)?/span>,濾波器類型和組件進(jìn)行了研究以開發(fā)本質(zhì)上穩(wěn)定的電路也表現(xiàn)出低相位噪音和新的自舉烤箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計是為了嚴(yán)密控制電路溫度,發(fā)現(xiàn)被合并在兩個原型單元中超出設(shè)計目標(biāo).

它從一開始就實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)臺的溫度系數(shù)組件,測試設(shè)備和電纜會由于產(chǎn)生重大的測量問題室內(nèi)環(huán)境溫度的變化,至最小化這些問題,參考頻率功率分配器,參考乘法器和相位比較混頻器和低通將過濾器冷卻(下圖),加熱器溫補(bǔ)晶體振蕩器管安裝在所有1/4"厚的鋁制表殼,表面均勻熱量分布和傳感熱敏電阻是位于前連接器的交界處板和內(nèi)部安裝板自舉內(nèi)板溫度.

有些可預(yù)測的相位漂移但是有序需要改進(jìn)幅度,至盡量減少暴露在電纜中的電纜數(shù)量溫度變化,用一個小的熱電室構(gòu)造每端的電纜孔,以避免石英晶體振蕩器的彎曲和低相位漂移Astrolab＃29485-3SMA子彈給了相移僅為0.02ps,從20°C到50°C并且觀察到很小的滯后現(xiàn)象,沒有測試微帶濾波器乘法二極管產(chǎn)生13pS漂移表明一些取消發(fā)生在乘數(shù),另一個陶瓷元件過濾器是在500MHz和漂移下構(gòu)建和測試是5.5pS.

在本質(zhì)上傳感器是熱敏晶振電阻位于或靠近這個連接點(diǎn),由于熱阻絕緣層高出幾個數(shù)量級環(huán)境的烤箱結(jié)構(gòu)的阻力大大提高其有效熱量抵抗性,溫度變化會因某一因素而減弱等于外部比例的乘積,以減少他們對相位漂移的貢獻(xiàn)能量,PCB的底部接觸可以在控制熱敏電阻,通過測量烤箱的實(shí)際增益頻率控制器,盡量減少電纜的數(shù).