亞皮秒相位高穩定性振蕩器

石英晶體的頻率取決于其振動模式,現如今大多數設計師利用諧波和模式晶可以設計出頻率范圍為MHz~GHz的高頻石英晶體振蕩器,由于振動效應能量發生在石英板的中心,將能量限制在一個小區域內使得振動板難以振動,通常給定模式中的較低頻率設備需要較大的封裝,較高頻率的設備可以以相同的模式放置在較小的封裝中.

超高頻到S波段(476MHz至2.856GHz)振蕩器表現出亞皮秒熱誘導相位漂移已經發展,新的乘數也顯示異常低殘余相位噪聲,亞皮秒的發展相穩定倍頻器需要的性能要求以線性方式進一步發展現有技術加速器同步,現有乘數表現出相位漂移溫度變化遠遠超過配電系統的規格,現有的乘數用于SLAC2英里直線加速器具有溫度系數高達4度/°C,2856MHz(約3900fS/°C).下一個線性碰撞器需要相位穩定性RF中的100fS,分布在357頻率超過30公里,分布為50每600米點.

6倍因子乘法是分兩個階段,3X和2X,允許選擇具有固有特性的拓撲結構相穩定性,Wenzel奇階拓撲如圖左所示,在零交叉處固有地切換,僅取決于二極管匹配,常見的二極管倍頻電路也是如此傾向于拒絕振幅和溫度以類似的方式誘導相移,其他乘以被拒絕的乘法器拓撲候選人有非零門檻引起顯著的AM到PM轉換和預計將顯示出顯著的門檻溫度系數.大多數實驗都是使用3倍乘數和1500進行MHz輸出,由500MHz源組成一個100MHz低噪聲恒溫晶體振蕩器,高級5倍倍頻器,建立了放大器和衰減器(圖右).

一個這樣的乘數經歷20度環境溫度變化會引入一個階段轉移比可接受的大700倍,反饋穩定技術是用于減少誤差但降低漂移乘法器減少了所需的環路增益穩定梁相,增加穩定裕度,各種乘法器拓撲,濾波器類型和組件進行了研究以開發本質上穩定的電路也表現出低相位噪音和新的自舉烤箱結構的設計是為了嚴密控制電路溫度,發現被合并在兩個原型單元中超出設計目標.

它從一開始就實現了試驗臺的溫度系數組件,測試設備和電纜會由于產生重大的測量問題室內環境溫度的變化,至最小化這些問題,參考頻率功率分配器,參考乘法器和相位比較混頻器和低通將過濾器冷卻(下圖),加熱器溫補晶體振蕩器管安裝在所有1/4"厚的鋁制表殼,表面均勻熱量分布和傳感熱敏電阻是位于前連接器的交界處板和內部安裝板自舉內板溫度.

有些可預測的相位漂移但是有序需要改進幅度,至盡量減少暴露在電纜中的電纜數量溫度變化,用一個小的熱電室構造每端的電纜孔,以避免石英晶體振蕩器的彎曲和低相位漂移Astrolab＃29485-3SMA子彈給了相移僅為0.02ps,從20°C到50°C并且觀察到很小的滯后現象,沒有測試微帶濾波器乘法二極管產生13pS漂移表明一些取消發生在乘數,另一個陶瓷元件過濾器是在500MHz和漂移下構建和測試是5.5pS.

在本質上傳感器是熱敏晶振電阻位于或靠近這個連接點,由于熱阻絕緣層高出幾個數量級環境的烤箱結構的阻力大大提高其有效熱量抵抗性,溫度變化會因某一因素而減弱等于外部比例的乘積,以減少他們對相位漂移的貢獻能量,PCB的底部接觸可以在控制熱敏電阻,通過測量烤箱的實際增益頻率控制器,盡量減少電纜的數.

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