星载晶体振荡器抗振设计.docx

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1、星载晶体振荡器抗振设计晶体振荡器(简称晶振)在卫星电子产品中应用非常普遍,地位也十分重要,在各类分系统中都有广泛的应用,例如导航、数传、测控分系统等。晶振频率经过倍频、频综为各类单机提供时钟和本振信号,因此晶振指标的好坏将直接决定单机的性能乃至于整星的性能。由于晶振对振动十分敏感,受到振动时会产生频率漂移和相位噪声,影响晶振输出信号的质量,而卫星发射时又会产生剧烈的振动,因此对于那些发射过程中需要开机工作的单机,晶振的抗振性能就显得尤为重要,将直接关乎到卫星发射的成功与否。为了确保卫星发射和在轨运行等各个阶段安全可靠,必须提高星载晶振的

2、抗振性能,以达到实际使用要求。本文以提升星载晶体振荡器抗振性能为研究目的,通过分析星载晶振工作的原理、振动环境对晶振性能的影响,并结合实际工程需要,完成对星载晶振结构的抗振分析及设计,并对设计结果进行实验验证。本论文的主要内容为:1.星载晶体振荡器概述,介绍晶振工作原理和类型,以及晶振工作时动力学环境分析。2.石英谐振器振动机理分析,引入晶振的相位噪声概念,分析振动对晶振性能的影响,推导出其中的计算公式。3.晶振抗振分析及设计,总结传统晶振抗振设计的不足之处,根据工程实际需求使用MSC.Patran2012软件对晶振模块建立仿真模型进行

3、动力学分析,从晶振壳体抗振设计、印制电路板抗振设计、晶体谐振器隔振设计以及晶振模块减振设计等四个方面进行抗振设计优化,并用MSC.Nastran2012对结果进行分析计算。4.介绍并搭建随机振动试验系统和相位噪声测量系统,根据典型的星载晶振振动试验条件进行随机振动试验,验证抗振设计的振动传递特性以及晶振相位噪声改善情况,试验数据表明,此抗振设计可有效改善晶振在振动环境下的相位噪声水平。本文的研究成果有效的解决了星载晶振力学环境适应性问题,晶振的减振效果以及相噪水平均满足工程使用要求,为以后的晶振抗振设计奠定了基础。