石英晶体振荡器从问世到现在,已有将近一个世纪的时间了。在这期间,无数的科研工作者对它进行了研究和优化,使得它的应用不断普及,性能不断得到提升。当今,晶体振荡器作为一种优秀的信号源,为通信和雷达系统提供基准频率信号,是通信、雷达系统最关键的核心器件。而它的相位噪声是限制整个系统性能的主要因素。随着对通信、雷达性能要求的不断提高,提高晶体振荡器的相位噪声性能已成为非常重要和有意义的科研工作。本文首先阐述了相位噪声作为频率稳定性的频域指标的含义,并说明了另一种常用的频率稳定性的描述方式——时域指标阿伦方差。接下来推导了从频域的相位噪声到时域的阿伦方差的理论转化公式,在此基础上得到实用的转化方法,并在最后将其用于分析、对比相位噪声的测量结果。之后,描述了振荡器的正反馈工作方式,以李森模型为基础分析了主振电路中放大器对振荡器噪声的影响,并使用安捷伦公司的Advanced Design System v2008仿真软件对其进行了仿真验证。接着,描述了谐振器的Q值对振荡器性能的影响,并以李森数学模型为基础,结合罗宾斯模型对李森模型的改进,综合分析了放大器、谐振器的参数对振荡器性能的影响,得到一种匹配振荡器参数、优化相位噪声性能的设计思路。最后,以该设计思路为基础,利用“MAXIM”公司的集成放大器作为输出放大部件,制作振荡器,用Agilent E5052B信号源分析仪测量了实际的相位噪声并加以分析。