张娟娟，张丕状

（中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室， 山西太原 030051）

0 引言

对于在车载装备、侵彻弹药等高过载条件下工作的电子系统，要求振荡器在经受高强度的加速度冲击之后仍能正常工作，在这种情况下，耐高过载便成为其中所包含的电子分系统、电子整件、部件及电子元器件的一项必不可少的基本要求[1]。而时钟作为微电子的关键部分在定位、同步、数据传输等方面更对其可靠性和稳定度提出了越来越高的要求[2]。

在高过载环境下，由于石英晶体振荡器本身的机械特性，它在100000g的情况下，自身就有损坏的可能[3-4]。而硅振荡器不依靠机械谐振组件，不像RC电路那样受到性能欠佳问题的阻扰，标准的硅片制造和组装技术意味着，硅振荡器本身不受冲击和震动影响，也没有磨损问题[5-7]。

为了定性测量分析硅振荡器的实际频率值、抖动范围、温漂的特性，由于单独在示波器上观察频率是8.013 MHz硅的温漂和抖动是很困难的，所以本实验选用8 MHz的晶振与硅振荡器通过鉴相器利用频率差来实现研究硅振荡器特性的目的。

1 实验原理

硅振荡器和石英晶振的数学输出模型[8]为：

其中u1(t)是晶振的数学模型，u2(t)是硅振荡器的模型，而Δw是硅振荡器随温度变化的角频率。它们通过鉴相器得到：

和：

然后再通过低通滤波器将第二项滤除，最后输出：

根据以上公式可知，Δw相对于w2是很小的，想要直观的测出来是有困难的，而在uo(t)中，Δw相对于w2-w1而言就比较明显了。……