机载电子设备中晶振隔振结构的设计

发布时间：2017-09-13 18:40

  本文关键词：机载电子设备中晶振隔振结构的设计

  更多相关文章： 晶振 隔振结构 相位噪声 随机振动 简谐振动 隔振率

【摘要】：晶振模块作为精密时频计量的核心部件,其性能直接决定了电子设备工作的可靠性和稳定性。晶振对振动非常敏感,在振动环境下容易产生频率漂移和相位噪声,因此必须对晶振进行隔振设计来提高电子设备运行的稳定性。本文正是以机载电子设备中的晶振为隔振对象,寻求满足项目指标要求的隔振方案并最大限度地减轻振动对晶振性能的影响。首先,从晶振的工作原理出发,给出在不同振动环境下晶振相位噪声的计算方法,分析振动环境对晶振输出相位噪声的影响;建立单自由度晶振隔振系统的理论模型,分析系统在简谐振动和随机振动下的响应状况,为晶振隔振结构的设计以及计算与仿真奠定理论基础。其次,通过对项目指标要求进行分析,设计出三种隔振结构方案,并进行仿真与样机实验。在吸取失败方案经验教训的基础上提出了新的结构方案。然后在简谐振动的条件下对隔振结构的力学模型和有限元模型进行计算和仿真,验证隔振结构的隔振率是否满足项目指标的要求。最后,对隔振结构进行了简谐振动和随机振动实验,实验结果表明,在晶振工作频率近端点150Hz处输出的相位噪声比原有方案改善了10dBc/Hz以上,本文设计的晶振隔振结构能够有效地减少20~2000Hz频段的随机振动环境对晶振输出相位噪声的影响,且对频率在10Hz以上的振动具有良好的隔振效果。
【关键词】：晶振 隔振结构 相位噪声 随机振动 简谐振动 隔振率
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V243
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 课题背景15-16
• 1.1.1 课题来源15
• 1.1.2 课题研究的目的及意义15-16
• 1.2 国内外研究及应用现状16-17
• 1.3 本文主要研究内容17-19
• 第二章 晶振工作机理及隔振结构的理论模型19-31
• 2.1 晶振的工作原理19-20
• 2.1.1 晶振的简介19-20
• 2.1.2 晶振信号噪声的简介20
• 2.2 外界干扰对晶振性能的影响机理20-24
• 2.2.1 振动环境对晶振输出频率的影响20-22
• 2.2.2 振动环境下晶振输出相位噪声的计算22-24
• 2.3 晶振隔振系统隔振缓冲的基本理论24-29
• 2.3.1 振动系统模型的建立24-25
• 2.3.2 单自由度系统简谐振动分析25-28
• 2.3.3 单自由度系统随机振动分析28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 晶振隔振结构的设计31-59
• 3.1 设计指标及原则31-34
• 3.2 隔振结构方案的选择34-43
• 3.2.1 隔振结构方案一34-38
• 3.2.2 隔振结构方案二38-42
• 3.2.3 隔振结构方案三42-43
• 3.3 隔振结构设计43-45
• 3.3.1 可变刚度机构设计43-44
• 3.3.2 整体结构设计44-45
• 3.4 隔振结构的刚度分析及参数的选择45-58
• 3.4.1 圆柱螺旋弹簧的刚度分析45-49
• 3.4.2 隔振结构刚度的设计49-52
• 3.4.3 弹簧刚度的仿真验证52-54
• 3.4.4 隔振结构固有频率的验证54-57
• 3.4.5 隔振结构固有频率调节范围57-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第四章 隔振结构性能的计算与仿真59-71
• 4.1 简谐振动下隔振结构性能的计算与仿真59-66
• 4.1.1 简谐振动下隔振结构隔振率的理论计算59-62
• 4.1.2 简谐振动下隔振结构隔振率的仿真62-65
• 4.1.3 隔振率计算与仿真结果的对比65-66
• 4.2 随机振动下隔振结构性能的计算与仿真66-70
• 4.2.1 随机振动下隔振结构的理论计算66-69
• 4.2.2 随机振动下隔振结构的仿真69
• 4.2.3 随机振动计算与仿真结果的对比69-70
• 4.3 本章小结70-71
• 第五章 隔振结构的振动实验71-79
• 5.1 实验装置介绍71-72
• 5.2 简谐振动实验72-75
• 5.2.1 实验环境及过程72
• 5.2.2 实验结果与分析72-75
• 5.3 随机振动实验75-78
• 5.3.1 实验环境及过程75
• 5.3.2 实验结果与分析75-78
• 5.4 本章小结78-79
• 第六章 结论与展望79-81
• 6.1 结论79
• 6.2 展望79-81
• 参考文献81-83
• 致谢83-85
• 作者简介85-86

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本文编号：845231