Theoretical assessment of the stability of a digital thermocompensated quartz oscillator with temperature sensor based on two auxiliary quartz oscillators

详细

The article provides a theoretical limit assessment of the stability of a digital thermocompensated quartz oscillator with a temperature sensor based on two auxiliary quartz oscillators. The results are 7,5 ppb (for a restless environment) and 0,75 ppb (for a calm environment). Technical solutions are considered for obtaining a linear one-to-one dependence of the difference frequency value on temperature and increasing the steepness of this dependence. The proposed solutions allow obtaining a temperature measurement resolution of up to 0,001 ºС.

作者简介

Sergey Kulyasov

Omsk State Technical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: ychenik_11585@mail.ru

Graduate Student of Radio Engineering Devices and Diagnostic Systems Department

俄罗斯联邦, Omsk

Denis Chetter

Omsk State Technical University

Email: dmchetter@omgtu.ru

Graduate Student of Radio Engineering Devices and Diagnostic Systems Department

俄罗斯联邦, Omsk

Aleksey Lyashuk

Omsk State Technical University

Email: pribor78@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6394-9390
SPIN 代码: 1635-6235
Researcher ID: R-2812-2016

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Radio Engineering Devices and Diagnostic Systems Department

俄罗斯联邦, Omsk

参考

  1. Kosykh A. V. Adaptivnaya dinamicheskaya temperaturnaya kompensatsiya ukhodov chastoty kvartsevykh generatorov [Adaptive dynamic temperature compensation of crystal oscillators frequency shifts] // Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2008. No. 1 (64). P. 163–169. EDN: JVZMQL. (In Russ.).
  2. Deng X., Wang Sh., Jing Sh. [et al.]. Dynamic Frequency–Temperature Characteristic Modeling for Quartz Crystal Resonator Based on Improved Echo State Network // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 2022. Vol. 69 (1). P. 438–446. doi: 10.1109/TUFFC.2021.3118929. (In Engl.).
  3. Abramson I. Two-mode quartz resonator for digital temperature compensated quartz oscillators // Proceedings of the 1992 IEEE Frequency Control Symposium. 1992. P. 443–447. doi: 10.1109/FREQ.1992.269982. (In Engl.).
  4. Benjaminson A., Stalling S. A microcomputer compensated crystal oscillator using a dual-mode resonator // Proceedings of the 43rd Annual Symposium on Frequency Control. 1989. P. 20–26. doi: 10.1109/FREQ.1989.68854. (In Engl.).
  5. Watanabe Y., Sekimoto H., Goka S. [et al.]. A dual mode oscillator based on narrow-band crystal oscillators with resonator filters // Proceedings of International Frequency Control Symposium. 1997. P. 365–372. doi: 10.1109/FREQ.1997.639211. (In Engl.).
  6. Kusters J. A., Leach J. G., Ficher M. S. Quartz resonator cut to compensate for static and dynamic thermal transient. US patent 4079280; filed June 2nd, 1976; published March 14th, 1978. (In Engl.).
  7. Gosling W. Tsifrovoy metod kompensatsii temperaturnoy nestabil’nosty kvartsevykh generatorov [Digital method for compensation of temperature instability of quartz oscillators] // Elektronika. Elektronika. 1978. No. 19. P. 16–17. (In Russ.).
  8. Kaoru K., Yoshiaki M., Tsukasa K. [et al.]. High-Performance DSP-TCXO Using Twin-Crystal Oscillator // 2014 IEEE International Frequency Control Symposium (FCS). 2014. P. 1–4. doi: 10.1109/FCS.2014.6859849. (In Engl.).
  9. GOST 21655-87. Kanaly i trakty magistral’noy pervichnoy seti edinoy avtomatizirovannoy sistemy sviyazi. Elektricheskie parametry i metody izmereniy [Channels and links of primary trunk network within all-union automatic communication system. Electric parameters and methods of measurement]. Мoscow, 1988. 106 p. (In Russ.).
  10. Chistyakov A. N. Tsifrovaya termocompensatsiya kvartsevykh generatorov [Digital thermal compensation of quartz oscillators] // Radiotekhnika. Radiotekhnika. 1983. No. 7. P. 54–56. (In Russ.).
  11. Hayashi K., Yokozeki Y., Kunitomo H. The High Short-Term Frequency Stability Digitally Controlled X’tal Oscillator with Small Size and Low Power Consumption // 2023 Joint Conference of the European Frequency and Time Forum and IEEE International Frequency Control Symposium (EFTF/IFCS). 2023. P. 1–6. doi: 10.1109/EFTF/IFCS57587.2023.10272093. (In Engl.).
  12. Malov V. V. P’yezorezonansnyye datchiki [Piezoresonance sensors]. 2nd ed., revised and supplemented. Moscow, 1989. 272 p. (In Russ.).
  13. Androsova V. G., Bankov V. N., Dikidzhi A. N. [et al.]. Spravochnik po kvartsevym resonatoram [Handbook of quartz resonators]. Мoscow, 1978. 288 p. (In Russ.).
  14. Khomenko I. V., Kosykh A. V. Kvartsevyye rezonatory i generatory [Quartz resonators and oscillators]. Omsk, 2018. 157 p. ISBN 978-5-8149-2583-1. (In Russ.)
  15. Peng F., Huang X., Li Y. [et al.]. Realization of Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator with Single Varactor // 2018 IEEE International Frequency Control Symposium (IFCS). 2018. P. 1–3. doi: 10.1109/FCS.2018.8597501. (In Engl.).
  16. Dvoryashin B. V. Metrologiya i radioizmereniya [Metrology and radio measurements]. Moscow, 2005. 304 p. (In Russ.).
  17. Kosykh A. V. Kvartsevyye generatory s tsifrovoy termokompensatsiyey: problemy i perspektivy realizatsii [Quartz generators with digital termo-compensation: problems and implementation trends] // Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2006. No. 1 (34). P. 121–125. EDN: HTSJNN. (In Russ.).
  18. Artem’yev B. G., Golubev S. M. Spravochnoye posobiye dlya rabotnikov metrologicheskikh sluzhb. V 2 kn. [Metrology Handbook. In 2 bks.]. 3rd ed., revised and supplemented. Moscow, 1990. Bk. 1. P. 1–428. (In Russ.).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».