[发明专利]一种得到晶振模块压控端电压快速调节方案的方法

说明书

本发明公开了一种得到晶振模块压控端电压快速调节方案的方法，包括晶振振动数据采集、频率抖动敏度计算、晶振压控时延仿真计算、晶振滤波扰动仿真计算和依据设计目标定制压控模块调节方案；数据采集：将所采集到的环境、电气性能信息进行存储，反推频率抖动值，计算频率抖动敏度数据；晶振压控时延仿真计算：根据滤波电路，建立电路级的仿真模型，计算单位电压下的压控延时值；晶振滤波扰动仿真计算：根据设计的滤波电路，模拟外界电源干扰给晶振模块带来的扰动值；定制压控模块调节方案：结合系统频率源工作特性要求，输入条件和输出的电性能构建滤波电路模型。本发明可以实现快速压控设计的半实物仿真；兼顾了环境干扰对晶振频率稳定性的影响。

技术领域

本发明涉及一种得到晶振模块压控端电压快速调节方案的方法。

背景技术

近年来机载弹载电子设备的飞度发展，各种高速飞行器对其使用的电子设备在振动环境中的频率稳定度提出了日益苛刻的要求，这对晶振频稳系统的相关设计提出了前所未有的挑战。晶体振荡器的频率稳定性由石英谐振器和振荡电路决定，晶体振荡器在振动环境下的频率漂移同时受到晶体本身的加速度灵敏度、晶体振荡器的中心频率、振动环境的频率和强度的影响。晶振随着振动环境的改变所表现出来的频率抖动量值直接影响整个电子系统的功能实现。因此，研究晶振模块压控端电压快速调节，已经成为了当前的一个迫切需求。

压控晶振中常使用石英谐振器，通过在振荡回路中引入一个可调元件，来实现振荡频率随压控电压调节的功能。目前主要的压控方法主要是变容二极管压控法，行业内采用的可调元件通常为变容二极管，变容管是一种电容可以随着外加电压而改变电容值的元件，通过改变加在变容管上的电压，使得石英谐振器的负载电容发生变化，从而谐振回路的谐振频率随之变化，达到压控的目的。事实上，考虑到外界环境扰动(工作电源扰动和环境电磁扰动)频率抖动很大，需要在晶振内部进行滤波电路设计，而复杂的滤波电路已经直接影响到压控调节的准确性及收敛时间，目前的滤波电路的处理方法往往是出于静态指标的考虑，具有一定的局限性。另一方面，压控模块的设计一般也是和滤波设计隔离开的，并没有考虑到静态滤波效果。综上所述，目前的晶振模块压控端电压调节方法不能对静态滤波效果和动态压控调节进行兼顾，不足以满足目前晶振日益苛刻的工作要求和为相应的降噪设计提供准确的调节手段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种得到晶振模块压控端电压快速调节方案的方法，能够兼顾晶振静态环境滤波和动态压控调节，在提高晶振压控特性的前提下是保证谐振回路的一定的品质因数。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种得到晶振模块压控端电压快速调节方案的方法，包括晶振振动数据采集、频率抖动敏度计算、晶振压控时延仿真计算、晶振滤波扰动仿真计算和依据设计目标定制压控模块调节方案；

其中，晶振频率抖动敏度数据采集：通过传感器将振动环境数据、晶振电气性能指标输出数据记录下来，并将所采集到的环境、电气性能信息进行存储，之后通过相位噪声数据反推频率抖动值，计算公式如下：(f₀表示载频，加速度敏感度矢量，表示加速度峰值矢量，f_v表示振动频率，t表示时间)继而计算频率抖动敏度数据ΔS_x＝Δf_x/a_x，ΔS_y＝Δf_y/a_y，ΔS_z＝Δf_z/a_z；

晶振压控时延仿真计算：根据设计的滤波电路，依据实际滤波电路的具体布局以及参数，建立电路级的仿真模型，将由压控端施加电压带来的频率变化差值通过ADS建模进行仿真计算，进而计算单位电压下的压控延时值T_s；

晶振滤波扰动仿真计算：根据设计的滤波电路，在上部分的仿真模型里模拟外界电源干扰给晶振模块带来的扰动值；