亚皮秒相位高稳定性振荡器

石英晶体的频率取决于其振动模式,现如今大多数设计师利用谐波和模式晶可以设计出频率范围为MHz~GHz的高频石英晶体振荡器,由于振动效应能量发生在石英板的中心,将能量限制在一个小区域内使得振动板难以振动,通常给定模式中的较低频率设备需要较大的封装,较高频率的设备可以以相同的模式放置在较小的封装中.

超高频到S波段(476MHz至2.856GHz)振荡器表现出亚皮秒热诱导相位漂移已经发展,新的乘数也显示异常低残余相位噪声,亚皮秒的发展相稳定倍频器需要的性能要求以线性方式进一步发展现有技术加速器同步,现有乘数表现出相位漂移温度变化远远超过配电系统的规格,现有的乘数用于SLAC2英里直线加速器具有温度系数高达4度/°C,2856MHz(约3900fS/°C).下一个线性碰撞器需要相位稳定性RF中的100fS,分布在357频率超过30公里,分布为50每600米点.

6倍因子乘法是分两个阶段,3X和2X,允许选择具有固有特性的拓扑结构相稳定性,Wenzel奇阶拓扑如图左所示,在零交叉处固有地切换,仅取决于二极管匹配,常见的二极管倍频电路也是如此倾向于拒绝振幅和温度以类似的方式诱导相移,其他乘以被拒绝的乘法器拓扑候选人有非零门槛引起显着的AM到PM转换和预计将显示出显着的门槛温度系数.大多数实验都是使用3倍乘数和1500进行MHz输出,由500MHz源组成一个100MHz低噪声恒温晶体振荡器,高级5倍倍频器,建立了放大器和衰减器(图右).

一个这样的乘数经历20度环境温度变化会引入一个阶段转移比可接受的大700倍,反馈稳定技术是用于减少误差但降低漂移乘法器减少了所需的环路增益稳定梁相,增加稳定裕度,各种乘法器拓扑,滤波器类型和组件进行了研究以开发本质上稳定的电路也表现出低相位噪音和新的自举烤箱结构的设计是为了严密控制电路温度,发现被合并在两个原型单元中超出设计目标.

它从一开始就实现了试验台的温度系数组件,测试设备和电缆会由于产生重大的测量问题室内环境温度的变化,至最小化这些问题,参考频率功率分配器,参考乘法器和相位比较混频器和低通将过滤器冷却(下图),加热器温补晶体振荡器管安装在所有1/4"厚的铝制表壳,表面均匀热量分布和传感热敏电阻是位于前连接器的交界处板和内部安装板自举内板温度.

有些可预测的相位漂移但是有序需要改进幅度,至尽量减少暴露在电缆中的电缆数量温度变化,用一个小的热电室构造每端的电缆孔,以避免石英晶体振荡器的弯曲和低相位漂移Astrolab＃29485-3SMA子弹给了相移仅为0.02ps,从20°C到50°C并且观察到很小的滞后现象,没有测试微带滤波器乘法二极管产生13pS漂移表明一些取消发生在乘数,另一个陶瓷元件过滤器是在500MHz和漂移下构建和测试是5.5pS.

在本质上传感器是热敏晶振电阻位于或靠近这个连接点,由于热阻绝缘层高出几个数量级环境的烤箱结构的阻力大大提高其有效热量抵抗性,温度变化会因某一因素而减弱等于外部比例的乘积,以减少他们对相位漂移的贡献能量,PCB的底部接触可以在控制热敏电阻,通过测量烤箱的实际增益频率控制器,尽量减少电缆的数.