压控振荡器的地位振荡器自从其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域有着举足轻重的地位,用途相当广泛。在早期的无线电技术发展过程中,他就在发射机中用来产生高频载波电压,在超外差接收机中被用作本机振荡器,成为发射设备和接收设备的基本部件。由于现代社会电子技术的急速发展,振荡器的用途目前也逐渐变的广泛起来,比如说在无线电测量仪器中,它能够产生各种频段的正弦波电压信号;在热加工、热处理中,它能通过产生大功率的高频电能对负载进行加热;用振荡器做成的无触点开关控制某些电气设备;采用频率稳定度很高的振荡电路作为电子钟和电子手表中的定时部件等。特别在通信系统之中,压控振荡器是其不可或缺的部件,特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等更是重中之重,在电子通信技术领域,可以毫不夸张地说,压控振荡器几乎与电流源和运放具有同等重要地位。62805
压控振荡器的发展趋势
很多发展趋势正在影响着具有改进相位噪声的压控振荡器的开发。例如,基本的射频集成电路工艺在不断改进,半导体工艺能实现的品质因数在不断改善,各种有源、无源器件的性能也都在不断提高。在硅工艺方面,现在已经能制造出fT超过50GHz的晶体管,具有宽电容比调谐范围(低串连阻抗)的更高Q值变容二极管也可以实现。这些工艺的特点是具有更低损耗的衬底,它的金属层更厚,电感Q值更高。采用这些工艺制作的器件可以减少寄生元件,能使VCO具有更低的相位噪声,更高的工作频率和更低的电流消耗。
设计技术正在变得越来越先进。VCO的研究者通过发明更先进的电路来充分利用IC技术的能力以进一步改善VCO的性能。研究者们正在引入一些从前的分立VCO和模块VCO方法不可能实现的技术,如差分振荡器拓扑结构、振幅控制、二次陷波、用于改善耦合的IC转换器、论文网多振荡器拓扑结构和一些能够在更高频率下工作的体系结构。
设计工程师们对VCO理论的理解也越来越深入。他们正在对过去的数学模型如Van Der Pol等式和Leeson等式作进一步的研究,得出了新的解释振荡器工作现象(如调谐特性和相位噪声性能)的分析表达式。例如,设计者们正在用Abidi关系改进Leeson的噪声公式。除此之外,随着个人电脑和工作站计算机处理能力的提高,计算机辅助工程(CAE)工具的功能和复杂程度也在提高之中,这使工程师们可以对VCO功能模型进行试验以发现其性能的改进。
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