正弦振動(dòng)引起的相位噪聲
正弦振動(dòng)在載波±fv處產(chǎn)生譜線,其中fv是振動(dòng)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(shí)完全無噪聲,相位“噪聲”
即,僅由1g的正弦振動(dòng)水平引起的譜線將為;
隨機(jī)振動(dòng)引起的相位噪聲
隨機(jī)振動(dòng)對(duì)相位噪聲的貢獻(xiàn)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(shí)完全無噪聲,相位“噪聲”
即,僅由于功率譜密度的振動(dòng),PSD=0.1 g2/Hz的譜線將為:
隨機(jī)振動(dòng)引起的相位噪聲
振動(dòng)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(dòng)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(chǎng)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(dāng)檢查各種諧振器時(shí):AT、BT、FC、IT、SC、AK和GT切割;5MHz第五泛音到500MHz基模倒置臺(tái)面諧振器;由天然石英、養(yǎng)殖石英和掃頻制成的諧振器
養(yǎng)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(jié)果都在每克1x10-9的三倍范圍內(nèi)。另一方面,發(fā)現(xiàn)一些諧振器的靈敏度小于每克1x10-10的事實(shí)表明,觀測(cè)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(shí)驗(yàn)證據(jù)表明,尚未得到適當(dāng)控制的主要變量是振型和位置(即振幅
振動(dòng)分布)和與振動(dòng)模式相關(guān)的應(yīng)變分布
振動(dòng)。理論上,當(dāng)安裝相對(duì)于振型完全對(duì)稱時(shí),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(huì)導(dǎo)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(bǔ)償和隔振可以在有限的振動(dòng)頻率范圍內(nèi)提供低于1x10-10/g的振動(dòng),并且成本很高。
振動(dòng)補(bǔ)償
振動(dòng)靈敏度測(cè)量系統(tǒng)
震驚
沖擊期間的頻率偏移是由于諧振器的應(yīng)力敏感性造成的。偏移的幅度是諧振器設(shè)計(jì)和諧振器上的沖擊應(yīng)力的函數(shù)
(安裝結(jié)構(gòu)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(yīng)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(shù)。
化學(xué)拋光產(chǎn)生的無劃痕諧振器在氣槍測(cè)試中經(jīng)受住了高達(dá)36000克的沖擊,并且經(jīng)受住了155毫米榴彈炮發(fā)射的沖擊(16000克,持續(xù)時(shí)間12毫秒)。
對(duì)穩(wěn)定性的其他影響
l電場(chǎng)-影響雙旋轉(zhuǎn)諧振器;例如,5MHz基模SC切割諧振器電極上的電壓導(dǎo)致Δf/f=7 x 10-9/伏。電壓也會(huì)導(dǎo)致掃頻,這會(huì)影響(所有切割的)頻率,即使在正常運(yùn)行時(shí)也是如此
溫度。
l磁場(chǎng)-石英是反磁性的,然而,磁場(chǎng)會(huì)引起渦流,并會(huì)影響諧振器封裝和振蕩器電路中的磁性材料。感應(yīng)交流電壓會(huì)影響變?nèi)?a target="_blank">二極管、AGC電路和電源?!昂谩笔⒄袷幤鞯牡湫皖l率變化為每高斯<10-10。
l環(huán)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(huì)影響頻率。
l濕度-會(huì)影響振蕩器電路,振蕩器的熱特性,例如有機(jī)物吸收的水分會(huì)影響介電常數(shù)。
l電源電壓和負(fù)載阻抗-影響振蕩器電路,并間接影響諧振器的驅(qū)動(dòng)電平和負(fù)載電抗。負(fù)載阻抗的變化會(huì)改變反射到振蕩器回路中的信號(hào)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(diào)節(jié)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(kuò)散到“密封”的金屬和玻璃外殼中會(huì)影響穩(wěn)定性(例如,氫氣通過鎳諧振器外殼擴(kuò)散,氦氣通過玻璃Rb標(biāo)準(zhǔn)燈泡擴(kuò)散)。
影響之間的相互作用
在試圖衡量單一影響的效果時(shí),人們經(jīng)常會(huì)遇到干擾影響,其存在可能很明顯,也可能不明顯。
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