抗振晶体振荡器的仿真设计

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1、2016年2月宇航计测技术Feb.,2016第36卷第1期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.36,No.1文章编号:1000-7202(2016)01-0033-05中图分类号:TN752文献标识码:A抗振晶体振荡器的仿真设计1222唐元贵韩艳菊彭慧丽乔志峰(1.中国航天科工集团第二研究院,北京100039;2.北京无线电计量测试研究所,北京100039)摘要本文介绍了利用仿真软件进行抗振晶体振荡器设计的方法,通过建立晶体振荡器结构仿真模型,对其力学特性进行深入

2、细致的分析,并在此基础上对比分析减振材料的剪切模量和被减振物质量对晶体振荡器抗振性能的影响,优化晶体振荡器减振结构。然后,根据仿真设计制做了抗振晶体振荡器,并进行了随机振动试验。结果表明,试验现象与仿真结果基本一致,验证了仿真分析的有效性,且振动下晶体振荡器相位噪声达到-145dBc/Hz@1kHz,极大地提高了晶体振荡器的抗振性能。关键词晶体振荡器抗振仿真设计SimulationDesignofAnti-vibrationCrystalOscillator1222TANGYuan-guiHANYan-juPENGHui

3、-liQIAOZhi-feng(1.TheSecondAcademyofChinaAerospaceScienceandIndustryCorp,Beijing100039;2.BeijingInstituteofRadioMetrologyandMeasurement,Beijing100039)AbstractAnanti-vibrationcrystaloscillatordesignmethodusingsimulationsoftwareisintroducedinthispaper.Thecrystalosc

4、illatormechanicalpropertieswereanalyseddeeplyandindetailbyestablis-hingthesimulationmodelforthecrystaloscillatorstructure.Onthisbasis,theinfluencesofthedampingmaterial’sshearmodulusandthevibrationreducedobject’squalityonthecrystaloscillatoranti-vibrationperforman

5、cewerecontrastivelyanalyzed,andthecrystaloscillatoranti-vibrationstructurewasoptimized.Theanti-vibrationcrystaloscillatorsweremadeaccordingtothesimulationdesign,andtherandomvibra-tiontestswerecarriedout.Theresultsshowedthattheexperimentphenomenawerebasicallycoinc

6、identwiththesimulationresults,testifyingthevalidityofthesimulationanalysis.Thecrystaloscillatorphasenoiseundervibrationreached-145dBc/Hz@1kHztoimprovethecrystaloscillatoranti-vibrationper-formanceobviously.KeywordsCrystaloscillatorAnti-vibrationSimulationdesign收稿

7、日期:2015-12-07,修回日期:2016-02-20作者简介:唐元贵(1990-),男,工程师,主要研究方向:晶体振荡器设计。·34·宇航计测技术2016年1引言晶体振荡器作为频率参考源,被广泛应用于无[1]线电通信、导航、雷达等系统中,当整机系统工作在动态条件下时,振动所引起的晶体振荡器输出频率变化和相位噪声恶化,很容易造成通信中断和雷达失准。因此需要对晶体振荡器进行抗振设计,以减小振动对晶体振荡器的影响。晶体振荡器抗振设计主要分为有源振动补偿和无源隔振两类,其中无源隔振方法具有简便易实现、图2抗振晶振结构示意图

8、高频减振效果好等特点。在此,本文采用无源隔振方法设计抗振晶体振荡器。先进行模态分析,确定整体结构的固有振动频[2]率。晶振结构的固有频率f如公式(1)n2抗振晶体振荡器仿真设计kf=(1)nm2.1晶体振荡器结构仿真建模式中:n—模态阶数;f—各阶模态的固有频率;k—n晶体振荡器简称晶振,根据无源隔振方法,采用橡胶减