中心議題：

• 研究壓控振蕩器在射頻通信電路中的應用
• 學習壓控振蕩器電路原理及設計仿真

解決方案：

• 利用負電阻效應與諧振回路中的損耗正電阻相抵消
• 采用負阻型振蕩器維持諧振回路的穩定振蕩

隨著通信技術的發展，通信設備所應用的頻率日益提高，射頻(RF)和微波(MW)dianluzaitongxinxitongzhongdedaoleguangfanyingyong，gaopindianlushejiyededaogongyejiedetebieguanzhu，xinxingbandaotiqijianzhizaojishudebuduanfazhangengshidegaosushuzixitonghegaopinmonixitongdeyingyonglingyubuduankuozhan。通常這些電路的工作頻率都在1 GHz以上，並且隨著通信技術發展，這種趨勢會一直持續。而射頻電路最主要的應用領域是無線通信，一個典型的無線通信收發機(tranceiver)的係統包含發射機電路、接收機電路以及通信天線，可應用於個人通信和無線局域網絡中。其中模擬電路分為2部分：發fa射she部bu分fen和he接jie收shou部bu分fen。在zai發fa射she部bu分fen中zhong，將jiang數shu一yi模mo轉zhuan換huan輸shu出chu的de低di頻pin模mo擬ni信xin號hao與yu本ben地di振zhen蕩dang器qi提ti供gong的de高gao頻pin載zai波bo經jing過guo混hun頻pin器qi上shang變bian頻pin為wei射she頻pin調tiao製zhi信xin號hao

，然ran後hou經jing天tian線xian輻fu射she到dao空kong間jian中zhong；在zai接jie收shou部bu分fen中zhong
，先xian將jiang從cong天tian線xian耦ou合he進jin來lai的de空kong間jian輻fu射she信xin號hao經jing低di噪zao聲sheng放fang大da器qi放fang大da，然ran後hou與yu本ben地di振zhen蕩dang信xin號hao經jing混hun頻pin器qi下xia變bian頻pin為wei包bao含han中zhong頻pin信xin號hao分fen量liang的de信xin號hao
，經jing濾lv波bo後hou輸shu入ru模mo-數shu轉zhuan換huan器qi轉zhuan換huan成cheng數shu字zi信xin號hao，然ran後hou進jin入ru數shu字zi處chu理li部bu分fen處chu理li。由you此ci可ke知zhi
，提ti供gong本ben地di振zhen蕩dang的de壓ya控kong振zhen蕩dang器qi是shi射she頻pin電dian路lu中zhong必bi不bu可ke少shao的de一yi部bu分fen。同tong時shi射she頻pin壓ya控kong振zhen蕩dang器qiVCO(Voltage Controlled Oscillator)作為鎖相環、頻率綜合和時鍾恢複等電路的關鍵模塊
，廣泛應用於手機、衛星通信終端、基站
、雷達、導彈製導係統
、軍事通信係統、數字無線通信、光學多工器、光發射機等電子係統中，對電子係統的性能、尺寸
、重量和成本都有決定性的影響，是RF電路設計與集成的一個難點。VCO雖sui然ran可ke采cai用yong分fen立li元yuan件jian構gou成cheng
，但dan由you於yu設she計ji中zhong考kao慮lv的de參can量liang太tai多duo，電dian路lu複fu雜za
，電dian路lu尺chi寸cun較jiao大da，設she計ji周zhou期qi長chang
，難nan以yi滿man足zu當dang今jin便bian攜xie式shi無wu線xian通tong訊xun設she備bei低di功gong耗hao、低成本、小型化
、輕量化、gaoxingnengdeyaoqiu
，yincishejimanzuzaishepinlingyuyaoqiudequanjichengyakongzhendangqiduiyutuidongbianxieshiyidongtongxunshebeidefazhanyouqizhongyao，juyouguangkuodeshichangqianjing。jinnianlai
，renmenduiyakongzhendangqideyanjiuriyishenru。

壓控振蕩器可分為環路振蕩器和LC振蕩器。環路振蕩器易於集成
，但其相位噪聲性能比LC振蕩器差。為了使相位噪聲滿足通信標準的要求

，這裏對負阻LC壓控振蕩器進行了分析，利用安捷倫公司的ADS軟件設計了一款性能優異的壓控振蕩器，並對其進行仿真驗證。

1 電路原理及設計

1．1 buffer的設計

射極跟隨器(又稱射極輸出器，簡稱射隨器或跟隨器)是一種共集(Common Collector)接法的電路，如圖l所示。它從基極輸入信號
，從射極輸出信號。其輸入阻抗高
，對前級電路影響小，可作為多級放大器的第1級
；輸出阻抗低
，帶負載能力強
，可作為多級放大器的輸出級。由於其上述2個特點，可以在多級放大器裏用作緩衝級。信號從發射極輸出的放大器。其特點為輸入阻抗高
，輸出阻抗低，電壓放大係數略低於1，帶(dai)負(fu)載(zai)能(neng)力(li)強(qiang)，也(ye)可(ke)認(ren)為(wei)是(shi)一(yi)種(zhong)電(dian)流(liu)放(fang)大(da)器(qi)，常(chang)用(yong)於(yu)阻(zu)抗(kang)變(bian)換(huan)和(he)級(ji)間(jian)隔(ge)離(li)。三(san)極(ji)管(guan)按(an)共(gong)集(ji)方(fang)式(shi)連(lian)接(jie)，即(ji)基(ji)極(ji)與(yu)發(fa)射(she)極(ji)共(gong)地(di)，基(ji)極(ji)輸(shu)入(ru)，發(fa)射(she)極(ji)輸(shu)出(chu)
，亦(yi)稱(cheng)為(wei)共(gong)集(ji)電(dian)極(ji)放(fang)大(da)器(qi)。動(dong)態(tai)電(dian)壓(ya)放(fang)大(da)倍(bei)數(shu)小(xiao)於(yu)1且接近1
，且輸出電壓與輸入電壓同相，但輸出電阻低
，具有電流放大作用
，因此具有功率放大作用。 圖2是對buffer隔離作用的仿真。通過仿真發現：壓控振蕩器與外部電路相接時，外部電路阻抗的變化不會對壓控振蕩器的阻抗產生影響。 [page]
1．2 電路原理及設計仿真

壓控振蕩器按構成原理可分為反饋型振蕩器和負阻型振蕩器2大(da)類(lei)。這(zhe)裏(li)采(cai)用(yong)負(fu)阻(zu)型(xing)振(zhen)蕩(dang)器(qi)，其(qi)主(zhu)要(yao)是(shi)由(you)負(fu)阻(zu)器(qi)件(jian)和(he)諧(xie)振(zhen)回(hui)路(lu)組(zu)成(cheng)的(de)振(zhen)蕩(dang)器(qi)
，利(li)用(yong)負(fu)阻(zu)器(qi)件(jian)的(de)負(fu)電(dian)阻(zu)效(xiao)應(ying)與(yu)諧(xie)振(zhen)回(hui)路(lu)中(zhong)的(de)損(sun)耗(hao)正(zheng)電(dian)阻(zu)相(xiang)抵(di)消(xiao)，維(wei)持(chi)諧(xie)振(zhen)回(hui)路(lu)的(de)穩(wen)定(ding)振(zhen)蕩(dang)。圖(tu)3為壓控振蕩器電路。