应用ADS设计VCO

应用ADS 设计V CO 1 .振荡器的基本知识和相关指标 1 .1 振荡器的分类： 微波振荡器按器件来分可以分为：双极晶体管振荡器；场效应管振荡器；微波二极管(踢效应管、雪崩管等)振荡器。 按照调谐方式分可以分为：机械调谐振荡器；偏置调谐振荡器；变容管调谐振荡器；YIG 调谐振荡器；数字调谐振荡器；光调谐振荡器。 1 .2 振荡器的主要指标： ① 振荡器的稳定度：这里面包括：频率准确度、频率稳定度、长期稳定度、短期稳定度和初始漂移。频率准确度是指振荡器实际工作频率与标称频率之间的偏差。有绝对频率准确度和相对频率准确度两种方法表示。 绝对频率准确度： )(0 Hzfff 其中 f －实际工作频率； 0f －标称频率。 相对频率准确度式绝对频率准确度与标称频率准确度的比值，计算公式为： )(000Hzfffff ② 频率稳定度：频率稳定度是指在规定的时间间隔内，频率准确度变化的最大值，也有两种表示方法：绝对频率稳定度和相对频率稳定度。频率稳定度还可以分为长期频率稳定度、短期频率稳定度和瞬间频率稳定度。 ③ 调频噪音和相位噪音：在振荡器电路中，由于存在各种不确定因素的影响，使振荡频率和振荡幅度随机起伏。振荡频率的随机起伏称为瞬间频率稳定度，频率的瞬间变化将产生调频噪音、相位噪音和相位抖动。振荡幅度的随机欺负将引起调幅噪音。一次，振荡器在没有外加调制时，输出的频率不仅含振荡频率 f0，在 f0附近还包含有许多旁频，连续分布在 f0两边。如下图所示，纵坐标是功率，f0处是载波，两边是噪音功率，包括调频噪音功率和调幅噪音功率。 图1 正弦信号的噪声边带频谱 图2 相位噪声的定义 如图2 所示，（单边带）相位噪声通常用在相对于载波某一频偏处，相对于载波电平的归一化1Hz带宽的功率谱密度表示（dBc/Hz）。 1 . 3 振荡器的物理模型 下图所示的是振荡器的物理模型，主要由谐振网络、晶体管和输入网络这三部分组成。 图3 本节论述的振荡器采用共基极反馈振荡器，这种类型的振荡器的物理模型如下图所示。 图4 图5 电路组态在微波频率范围内的低频端，常应用集中元件构成振荡器，基本的振荡器电路组态有三种：考毕兹型、哈特莱型及克拉泼型振荡器。如图5所示。 考毕兹型(a)应用一电容器作为调谐电路中的分压器，以提供适当的回授能量。哈特莱型(b)应用一抽头式电感调谐电路，而克拉泼型振荡器(c)则相似于考毕兹型，不同的式另外用了一只电容与电感相串连，以改善频...