正弦振動引起的相位噪聲
正弦振動在載波±fv處產生譜線,其中fv是振動頻率。
例如,如果Γ=1 x 10-9/g,f0=10 MHz,那么即使
振蕩器在靜止時完全無噪聲,相位“噪聲”
即,僅由1g的正弦振動水平引起的譜線將為;
隨機振動引起的相位噪聲
隨機振動對相位噪聲的貢獻由下式給出:
例如,如果Γ=1 x 10-9/g,f0=10 MHz,那么即使
振蕩器在靜止時完全無噪聲,相位“噪聲”
即,僅由于功率譜密度的振動,PSD=0.1 g2/Hz的譜線將為:
隨機振動引起的相位噪聲
振動下的相位噪聲為Γ=1 x 10-9/g,f=10 MHz
加速度靈敏度與振動頻率
石英諧振器的加速度靈敏度
諧振器的加速度靈敏度范圍從市場上最好的SC切割的每克1010的低部分到音叉型手表晶體的每克107的低部分。當檢查各種諧振器時:AT、BT、FC、IT、SC、AK和GT切割;5MHz第五泛音到500MHz基模倒置臺面諧振器;由天然石英、養殖石英和掃頻制成的諧振器
養殖石英;多種幾何形狀和安裝配置(包括
矩形AT切口);幾乎所有的結果都在每克1x10-9的三倍范圍內。另一方面,發現一些諧振器的靈敏度小于每克1x10-10的事實表明,觀測到的加速度
敏感性不是由于任何固有的自然限制。
理論和實驗證據表明,尚未得到適當控制的主要變量是振型和位置(即振幅
振動分布)和與振動模式相關的應變分布
振動。理論上,當安裝相對于振型完全對稱時,加速度靈敏度可以為零,但與這種理想條件相比的微小變化可能會導致顯著的靈敏度。直到加速
靈敏度問題得到了解決,加速度補償和隔振可以在有限的振動頻率范圍內提供低于1x10-10/g的振動,并且成本很高。
振動補償
振動靈敏度測量系統
震驚
沖擊期間的頻率偏移是由于諧振器的應力敏感性造成的。偏移的幅度是諧振器設計和諧振器上的沖擊應力的函數
(安裝結構中的共振將放大壓力。)永久頻率偏移可能是由于:沖擊引起的應力變化,(顆粒物)污染的變化在諧振器表面上振蕩器電路。沖擊下的存活率主要是諧振器表面缺陷的函數。
化學拋光產生的無劃痕諧振器在氣槍測試中經受住了高達36000克的沖擊,并且經受住了155毫米榴彈炮發射的沖擊(16000克,持續時間12毫秒)。
對穩定性的其他影響
l電場-影響雙旋轉諧振器;例如,5MHz基模SC切割諧振器電極上的電壓導致Δf/f=7 x 10-9/伏。電壓也會導致掃頻,這會影響(所有切割的)頻率,即使在正常運行時也是如此
溫度。
l磁場-石英是反磁性的,然而,磁場會引起渦流,并會影響諧振器封裝和振蕩器電路中的磁性材料。感應交流電壓會影響變容二極管、AGC電路和電源。“好”石英振蕩器的典型頻率變化為每高斯<10-10。
l環境壓力(海拔高度)-諧振器和振蕩器封裝的變形以及傳熱條件的變化會影響頻率。
l濕度-會影響振蕩器電路,振蕩器的熱特性,例如有機物吸收的水分會影響介電常數。
l電源電壓和負載阻抗-影響振蕩器電路,并間接影響諧振器的驅動電平和負載電抗。負載阻抗的變化會改變反射到振蕩器回路中的信號的幅度或相位,從而改變相位(和
頻率)。通過使用(低噪聲)電壓調節器和緩沖放大器,可以將影響降至最低。
l氣體滲透-過量的大氣氫氣和氦氣擴散到“密封”的金屬和玻璃外殼中會影響穩定性(例如,氫氣通過鎳諧振器外殼擴散,氦氣通過玻璃Rb標準燈泡擴散)。
影響之間的相互作用
在試圖衡量單一影響的效果時,人們經常會遇到干擾影響,其存在可能很明顯,也可能不明顯。
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