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10MHz低相位噪声晶振的设计与实现

李冬强胡宝浩高志祥王妍

（南京中电熊猫晶体科技有限公司，江苏南京210038）

摘要：本文介绍了一种相噪较低的、恒温的、标称频率为10MHz的晶振的设计研发思路，分析了哪些因素对晶振的相位噪声产

生了较大影响。电源电路、晶体振荡电路、调频电路、选频电路以及恒温槽电路等部分是组成该晶振的核心电路。

关键词：晶振；低相位噪声；恒温槽

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1671-2064(2021)22-0050-03

0.引言

科学技术的快速进步使得军事、雷达与通信等领域迅速

发展，恒温晶振作为各个电子设备的关键元器件，整机的性

能指标在一定程度上被它决定。晶振有一个非常关键的指

标，那就是相位噪声指标，它是影响信号源的关键因素之

一。因此设计研发低相位噪声恒温晶振有着广阔的前景。

1.理论分析及设计方法

1.1晶振中的噪声

由于电噪声的存在使晶振产生了随机性抖动，所以电

路内部电噪声的幅度决定了晶振频率的短期稳定。依据不

同的形式噪声形成原理，电噪声大致可以分为热噪声、闪图1晶体振荡电路的噪声小信号分析模型

变噪声、散弹噪声以及爆裂噪声[1]。散弹噪声与热噪声均其中，C是C和C的串联等效:

sp

属于白噪声，它们的功率谱密度和频率无关。热噪声由于CC

SP

C=（2）

电子之间热运动所产生的，而散弹噪声主要是由元件中电CS+CP

子的随机发射与载流子分离、复合所产生的，这两种噪声计算阻抗在谐振频率附近时的表达式，将ω=ω0+Δω

决定电感等了相位噪声的基底。闪变噪声与频率成ƒ-1的代入式，考虑到谐振频率:

关系，爆裂噪声则与频率成ƒ-2的关系。1

ω

0（3）

1.2谐振器的Q值对晶振相位噪声影响LC

S

Haj和同事门提出了线性时变的噪声模型[2]，利用提于是，有

出的脉冲敏感函数分析电路中的噪声源。周期性平稳噪声Z(ω)

源来自振荡器中器件电