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振荡器的频率稳定度及其对电子系统的影响_臧其源 林时昌编著_7800342891

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本书论述了几种精密振荡器的基本原理、振荡器的噪声模型和颜率稳定度的定义、频率稳定度的测量方法及振荡器的频率稳定度对一些电子系统性能的影响。全书分为四章。在第一章中,介绍有代表性的三种精密振荡器的基本原理。高稳定石英晶体振荡器是应用最广泛的一类精密振荡器:量子频标包括原子频标和分子频标,这里仅介绍几种原子频标,超导谐振腔稳频振荡器是一种新型振荡器,在现有的振荡器中它的Q值最高。振荡器按工作方式分类可分为反馈振荡器、锁相振荡器等。高稳定石英晶体振荡器多数属反馈振荡器,书中详细讨论了这种反馈振荡器的工作原理。原子频标分为自振型和非自振型两种,都属于锁相振荡器,在这一章中分别讨论了这两种锁相振荡器的工作跟理。超导谐振腔稳频振荡器既可以反馈振荡的方式工作,又可以锁相振荡的方式工作。第二章首先介绍了通常所用的振荡器噪声模型,然后叙述丁频率稳定度的各种定义。虽然所建立的振荡器噪声模型是按平稳模型进行处理的,但模型的本质仍是非平稳的。幂律谱噪声模型是一种特殊的模型,不仅形式简单,“应用方便,而且可以描述绝大多数实际的振荡器,但应用时必须记住它仅是一个特殊的噪声棋型,有可能遇到不遵循这种模型的实际振荡器。对频率稳定度在时域上的定义,除丁详细介绍采样方差和阿伦方差外,还介绍了修正的阿伦方差、相关方差、阿达马方差、传递函数法和结构函数。频率稳定度在频域和在时域上的定义不同,但可以相互转换。对幂律谱模型来说这种转换比较简单,一般情况下,即使能给出理论结果,也是相当复杂的。第三章讨论了频率稳定度的测量原递、测魔方法以及测量误差等问题。频率稳定度的测量原则上可分为颜城测量和时域测登两大类。方法,用射频频谱仪直接测量相位嗓声边带的归一化测度()的方法直观而且容易实现。但要注意丝(f)和相位噪声谱密度的简单关系式只适于小相角调制。时城测量中,直接测频法的精确性太差,广泛采用差拍周期法进行测量。多周期同步测量和双混频时差测量都是差拍周期法演变的结果。用传递函数法测置滤波方差和从阿达马方差的测量中获取相位噪声谱密度的方法,都从测置的角度进一步证明了时域稳定度和频域稳定度之间的本质联系。第四章讨论了某些电子系统中所用振荡器频率稳定度对系统性能的影响。这里包括原子时精度、雷达对运动目标的速度测量误差、脉冲留达动目标改善四子、相参解调以及其他系统参数和振荡器频率稳定度之间的关系。本章没有罗列许多数据,而是从基本的方法入手,提供解决这些问题的一些思路。从这一章可以看出,振荡器噪声模型的非平稳性给某些工程应用带来了很大的困难。频率稳定度的定义也不十金十美,可以指望,这些不足之处将来可逐步完善,甚盆可能以崭新的面貌出现。在编写本书过程中得到陈芳允教授的指导,特别在审稿过程中,陈教授提出许多宝贵意见,在此表示衷心感谢。由于我们水平有限,书中会有不少错误和不足,希望读,者批评指正。
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