石英晶体振荡器能够产生频率稳定的信号,广泛应用于对振荡频率要求较高的钟表、军工、通信等领域。随着电子通信、雷达技术、频率合成技术的不断发展,做为电子设备基准频率源的石英晶体振荡器所面临的要求也越来越高,研制高稳定晶体振荡器,提高相位噪声指标已经成为石英晶体振荡器的一个发展趋势,开发研制低相噪声晶体振荡器的前景无限广阔。本文分析了晶体振荡器的发展概况、研究意义,以及一些基础的晶体振荡电路,给出了相位噪声的时域和频域表示方法,形成原因以及影响相位噪声的诸多因素。然后从反馈振荡器的李森模型出发,重点分析了科尔皮兹振荡器的相位噪声,通过MATLAB和VC++的混合编程得出QL是C 2的单调递增函数。并从振荡器有载Q值最大化出发进行了振荡器理论设计,然后通过基于软件的谐波平衡方法对此电路进行相位噪声仿真。根据理论设计和软件仿真结果,设计研制了50MHz低噪声晶体振荡器电路。经过温度测试和相位噪声测试可知,此晶体振荡器的频率稳定性在温度范围-40～+75℃内已经达到了±0.28ppm以内,由相位噪声测试结果可以看出此50MHz晶体振荡器样品在偏离载频100Hz,1kHz处相位噪声指标分别达到了-120dBc/Hz@100Hz、-150dBc/Hz@1KHz以上,满足了工程要求。