LC压控振荡器
压控振荡器
压控振荡器 一.基本原理 信号的频率取决于输入信号电压的大小，因此称为“压控振荡器”。其它影响压控振荡器输出信号的参数还VCO（Voltage ControlledOscillator）（压控振荡器）是指输出信号的频率随着输入信号幅度的变化而发生相应变化的设备，它的工作原理可以通过公式（5-1）来描述。 (5-1） 其中，u(t)表示输入信号，y(t)表示输出信号。由于输入信号的频率取决与输入信号的电压的变化，因此称为“压控振荡器”。其他影响压控振荡器输出信号 的参数还有信号的幅度A c ，振荡频率f c ，输入信号灵敏度k c ，以及初始相位。 压控振荡器的特性用输出角频率ω0与输入控制电压uc之间的关系曲线(图1)来表示。图中,uc为零时的角频率ω0,0称为自由振荡角频率；曲线在ω0,0处的斜率K0称为控制灵敏度。使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制，就可构成一个压控振荡器。在通信或测量仪器中，输入控制电压是欲传输或欲测量的信号（调制信号）。人们通常把压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号。在自动频率控制环路和锁相环环路中，输入控制电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的一个受控部件。 压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄，RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC 压控振荡器居二者之间。
在MATLAB中压控振荡器有两种：离散时间压控振荡器和连续时间压控振荡器，这两种压控振荡器的差别在于，前者对输入信号采用离散方式进行积分，而后者则采用连续积分。本书主要讨论连续时间压控振荡器。 为了理解压控振荡器输出信号的频率与输入信号幅度之间的关系，对公式（5-1）进行变换，取输出信号的相角Δ为 对输出信号的相角Δ求微分，得到输出信号的角频率ω和频率f分别为： ω=2πf c+2πk c u(t) (5-3） (5-4） 从式(5-4)中可以清楚地看到，压控振荡器输出信号的频率f与输入信号幅度u(t)成正比。当输入信号u(t)等于0时，输出信号的频率f等于f c；当输入信号u(t)大于0时，输出信号的频率f高于f c；当输入信号u(t)小于0时，输出信号的频率f低于f c。这样，通过改变输入信号的幅度大小就可以准确地控制输出信号的频率。 二.程序及结果分析 定义一个锯齿波信号，频率是20HZ，幅度范围在0V和1V之间。现在用此信号 =20HZ,输入信号作为压控振荡器的输入控制信号，该压控振荡器的振荡频率f c 灵敏度，初始相位。使用MATLAB求得输出的压控振荡信号。MATLAB 程序如下： %MATLAB实现压控振荡器 clear all; clc; t0=0.15;%定义压控信号持续时间 ts=0.0001;%定义信号采样率 fc=50;%定义振荡频率 t=[0:ts:t0];%时间矢量 u0=20*t(1:length(t)/3);%定义压控信号（单周期） u=[u0,u0,u0,0];%定义压控信号（3个周期） Ac=1;%定义振幅 kc=0.1;%定义输入信号灵敏度 fi=0;%定义初始相位 %对压控信号进行积分 u_int(1)=0;%定义压控信号积分初值 for i=1:length(u)-1%进行离散积分 u_int(i+1)=u(i)+u_int(i);
压控振荡器原理和应用说明
压控振荡器（VCO 一应用范围 用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。 二基本工作原理 利用变容管结电容Cj 随反向偏置电压VT 变化而变化的特点（VT=OV 时Cj 是最大值，一 般变容管VT 落在2V-8V 压间，Cj 呈线性变化，VT 在8-10V 则一般为非线性变化，如图1 所示，VT 在10-20V 时，非线性十分明显），结合低噪声振荡电路设计制作成为振荡器，当 改变变容管的控制电压，振荡器振荡频率随之改变，这样的振荡器称作压控振荡器（VCO 。 压控振荡器的调谐电压 VT 要针对所要求的产品类别及典型应用环境（例如用户提供调谐要 求，在锁相环使用中泵源提供的输出控制电压范围等 ）来选择或设计，不同的压控振荡器， 对调谐电压VT 有不同的要求，一般而言，对调谐线性有较高要求者， VT 选在1-10V ，对宽 频带调谐时，VT 则多选择1-20V 或1-24V 。图1为变容二极管的V — C 特性曲线。 图1变容二极管的V — C 特性曲线 三压控振荡器的基本参数 1工作频率：规定调谐电压范围内的频率范围称作工作频率，通常单位为“ MHZ 或 “GHz 。 2输出功率：在工作频段内输出功率标称值，用 Po 表示。通常单位为“ dBmW 。 3输出功率平稳度：指在输出振荡频率范围内，功率波动最大值，用△ P 表示，通常 单位为“ dBmW 。 4调谐灵敏度：定义为调谐电压每变化1V 时，引起振荡频率的变化量，用 MHz/ △ VT 表示，在线性区，灵敏度最咼，在非线性区灵敏度降低。 5谐波抑制：定义在测试频点，二次谐波抑制 =10Log （P 基波/P 谐波）（dBmw ）。 6推频系数：定义为供电电压每变化1V 时，引起的测试频点振荡频率的变化量，用 MHz/V 表 示。 7相位噪声：可以表述为，由于寄生寄相引起的杂散噪声频谱，在偏移主振 f0为fm 的带内，各杂散能量的总和按fin 平均值+15f0点频谱能量之比，单位为dBC/Hz 相位噪 声特点是频谱能量集中在f0附近，因此fm 越小，相噪测量值就越大，目前测量相噪选定 WV) 0 8 10
压控振荡器(VCO)工作原理
3．15压控振荡器 一.实验目的 1.了解压控振荡器的组成、工作原理。 2.进一步掌握三角波、方波与压控振荡器之间的关系。 3.掌握压控振荡器的基本参数指标及测试方法。 二.设计原理 电压控制振荡器简称为压控振荡器，通常由VCO(V oltage Controlled Oscillator)表示。是一种将电平变换为相应频率的脉冲变换电路，或者说是输出脉冲频率与输入信号电平成比例的电路。它被广泛地应用在自动控制，自动测量与检测等技术领域。 压控振荡器的控制电压可以有不同的输入方式。如用直流电压作为控制电压，电路可制成频率调节十分方便的信号源；用正弦电压作为控制电压，电路就成为调频振荡器；而用锯齿电压作为控制电压，电路将成为扫频振荡器。 压控振荡器由控制部分、方波、三角波发生器组成框图如下： 反相器 1 反相器 2模 拟 开 关 方波、三角波发生器三角波方波 3-15-1 1.方波、三角波发生器 我们知道，方波的产生有很多种方法，而用运算放大器的非线性应用电路---电压比较器是一种产生方波的最简单的电路之一。而三角波可以通过方波信号积分得到。电路如图3.15.2所示： C 3-15-2
设t=0,Uc=0,Uo 1=+Uz,则Uo=-Uc=0,运放A 1的同相端对地电压为：U+’= 2 12211 R R R U R R R U o z +++ 此时，Uo 1通过R 向C 恒流充电，Uc 线性上升，Uo 线性下降，则U+’下降， 由于运放反相端接地，因此当U+’下降略小于0时，A 1翻转，Uo1跳变为-Uz 见土3.7.2中t=t 1时的波形。根据式3.7.1可知，此时Uo 略小于-R 1×U 2/R 2。 在t=t 1时，Uc=-Uo=R 1×U 2/R 2,Uo1=-Uz.运放A 1的同相端对地电压为： 2 12 211'R R UoR R R UzR U ++ ++ =+ 此时，电容C 恒流放电，Uc 线性下降，Uo 线性上升,则U+’也上升。当U+’ 上升到略大于0时，A 1翻转，Uo 跳变为Uz ，如此周而复始，就可在Uo 端输出幅度为R 1×U 2/R 2的三角波。同时在Uo 1端得到幅度为Uz 的方波。
lc压控振荡器实验报告doc
lc压控振荡器实验报告 篇一：实验2 振荡器实验 实验二振荡器 （A）三点式正弦波振荡器 一、实验目的 1. 掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。 2. 通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。 3. 研究外界条件（温度、电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响。 二、实验内容 1. 熟悉振荡器模块各元件及其作用。 2. 进行LC振荡器波段工作研究。 3. 研究LC振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。 4. 测试LC振荡器的频率稳定度。 三、基本原理 图6-1 正弦波振荡器（4.5MHz） 【电路连接】将开关S2的1拨上2拨下， S1全部断开，由晶体管Q3和C13、C20、C10、CCI、L2构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器——西勒振荡器，电容CCI可用来改变振 荡频率。振荡频率可调范围为：
?3.9799?M??f0??? ? ?4.7079?M? CCI?25p CCI? 5p 调节电容CCI，使振荡器的频率约为4.5MHz 。振荡电路反馈系数: F= C1356 ??0.12 C20470 振荡器输出通过耦合电容C3（10P）加到由Q2组成的射极跟随器的输入端，因C3容量很小，再加上射随器的输入阻抗很高，可以减小负载对振荡器的影响。射随器输出信号Q1调谐放大，再经变压器耦合从J1输出。 四、实验步骤 根据图6-1在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。 1. 调整静态工作点，观察振荡情况。 1）将开关S2全拨下，S1全拨下，使振荡电路停振 调节上偏置电位器RA1，用数字万用表测量R10两端的静态直流电压UEQ(即测量振荡管的发射极对地电压UEQ)，使其为5.0V(或稍小，以振荡信号不失真为准)，这时表明振荡管的静态工作点电流IEQ=5.0mA（即调节W1使
压控LC电容三点式振荡器设计及仿真
实验二压控LC 电容三点式振荡器设计及仿真 一、实验目的 1、了解和掌握LC 电容三点式振荡器电路组成和工作原理。 2、了解和掌握压控振荡器电路原理。 3、理解电路元件参数对性能指标的影响。 4、熟悉电路分析软件的使用。 二、实验准备 1、学习LC 电容三点式西勒振荡器电路组成和工作原理。 2、学习压控振荡器的工作原理。 3、认真学习附录相关内容，熟悉电路分析软件的基本使用方法。 三、设计要求及主要指标 1、采用电容三点式西勒振荡回路，实现振荡器正常起振，平稳振荡。 2、实现电压控制振荡器频率变化。 3、分析静态工作点，振荡回路各参数影响，变容二极管参数。 4、振荡频率范围：50MHz~70MHz，控制电压范围3~10V。 5、三极管选用MPSH10（特征频率最小为650MHz，最大IC 电流50mA，可 满足频率范围要求），直流电压源12V，变容二极管选用MV209。 四、设计步骤 1、整体电路的设计框图
整个设计分三个部分，主体为LC 振荡电路，在此电路基础上添加压控部分，设计中采用变容二极管MV209 来控制振荡器频率，由于负载会对振荡电路的 频 率产生影响，所以需要添加缓冲器隔离以使振荡电路不受负载影响。 2、LC 振荡器设计 首先应选取满足设计要求的放大管，本设计中采用MPSH10 三极管，其特征频率f T=1000MHz。LC 振荡器的连接方式有很多，但其原理基本一致，本实验中采用电容三点式西勒振荡电路的连接方式，该振荡电路在克拉泼振荡电路的基础上进行了细微的改良，增加了一个与电感L 并联的电容，主要利用其改变频率而不对振荡回路的分压比产生影响的特点。电路图如下所示：
压控振荡器的设计与仿真.
目录 1 引言 (2) 2 振荡器的原理 (5) 2.1 振荡器的功能、分类与参数 (5) 2.2 起振条件 (9) 2.3 压控振荡器的数学模型 (10) 3 利用ADS仿真与分析 (11) 3.1 偏置电路的的设计 (12) 3.2 可变电容VC特性曲线测试 (13) 3.3 压控振荡器的设计 (15) 3.4 压控振荡器相位噪声分析 (18) 3.5 VCO振荡频率线性度分析 (23) 4 结论 (24) 致谢 (25) 参考文献 (25)
压控振荡器的设计与仿真 Advanced Design System客户端软件设计 电子信息工程（非师范类）专业 指导教师 摘要：ADS可以进行时域电路仿真，频域电路仿真以及数字信号处理仿真设计，并可对设计结果进行成品率分析与优化，大大提高了复杂电路的设计效率。本论文运用ADS仿真软件对压控振荡器进行仿真设计，设计出满足设计目标的系统，具有良好的输出功率，相位噪声性能及震荡频谱线性度。本论文从器件选型开始，通过ADS软件仿真完成了有源器件选型，带通滤波器选型，振荡器拓扑结构确定，可变电容VC特性曲线，瞬态仿真及谐波平衡仿真。实现了准确可行的射频压控振荡器的计算机辅助设计。关键字：压控振荡器，谐波平衡仿真，ADS 1 引言 振荡器自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扮演重要的角色，具有广泛的用途。在无线电技术发展的初期，它就在发射机中用来产生高频载波电压，在超外差接收机中用作本机振荡器，成为发射和接收设备的基本部件。随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热;某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制;电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。尤其在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，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，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。 人们对振荡器的研究未曾停止过。从早期的真空管时代当后期的晶体管时代，无论是理论上还是电路结构和性能上，无论是体积上还是制作成本上无疑都取得了飞跃性的
晶体振荡器与压控振荡器
晶体振荡器与压控振荡器 一、实验目的： 1．掌握高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力，并在此基础上设计并联变换的晶体正弦波振荡器。 2．比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。 二、实验内容： 1．熟悉振荡器模块各元件及其作用。 2．分析与比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。 3．改变变容二极管的偏置电压，观察振荡器输出频率的变化。 三、基本原理： 1.下图是石英晶体谐振器的等效电路： 图中C0是晶体作为电介质的静电容，其数值一般为几个皮法到几十皮法。L q、C q、r q是对应于机械共振经压电转换而呈现的电参数。r q是机械摩擦和空气阻尼引起的损耗。由图3-1可以看出，晶体振荡器是一串并联的振荡回路，其串联谐振频率f q和并联谐振频率f0分别为 f q=1/2πLqCq，f0= f q Co 1 Cq/ 图1 晶体振荡器的等效电路 当W＜W q或W> W o时，晶体谐振器显容性；当W在W q和W o之间，晶体谐振器等效为一电感，而且为一数值巨大的非线性电感。由于Lq很大，即使在W q处其电抗变化率也很大。其电抗特性曲线如图所示。实际应用中晶体工作于W q~W o之间的频率，因而呈现感性。
图2 晶体的电抗特性曲线 设计内容及要求 2 并联型晶体振荡器 图3 c-b型并联晶体振荡器电路 图 4 皮尔斯原理电路图 5 交流等效电路
C3用来微调电路的振荡频率，使其工作在石英谐振器的标称频率上，C1、C2、C3串联组成石英晶体谐振器的负载电容C L上，其值为 C L=C1C2C3/(C1C2+C2C3+C1C3) C q/ (C0+C L)<<1 3.电路的选择： 晶体振荡电路中，与一般LC振荡器的振荡原理相同，只是把晶体置于反馈网络的振荡电路之中，作为一感性元件，与其他回路元件一起按照三端电路的基本准则组成三端振荡器。根据实际常用的两种类型，电感三点式和电容三点式。由于石英晶体存在感性和容性之分，且在感性容性之间有一条极陡峭的感抗曲线，而振荡器又被限定在此频率范围内工作。该电抗曲线对频率有极大的变化速度，亦即石英晶体在这频率范围内具有极陡峭的相频特性曲线。所以它具有很高的稳频能力，或者说具有很高的电感补偿能力。因此选用c-b型皮尔斯电路进行制作。 图 6 工作电路 4.选择晶体管和石英晶体 根据设计要求，
压控振荡器
压控振荡器 3(15 压控振荡器 一. 实验目的 1. 了解压控振荡器的组成、工作原理。 2. 进一步掌握三角波、方波与压控振荡器之间的关系。 3. 掌握压控振荡器的基本参数指标及测试方法。 二. 设计原理 电压控制振荡器简称为压控振荡器，通常由VCO(Voltage Controlled Oscillator)表示。是一种将电平变换为相应频率的脉冲变换电路，或者说是输出脉冲频率与输入信号电平成比例的电路。它被广泛地应用在自动控制，自动测量与检测等技术领域。 压控振荡器的控制电压可以有不同的输入方式。如用直流电压作为控制电压，电路可制成频率调节十分方便的信号源;用正弦电压作为控制电压，电路就成为调频振荡器;而用锯齿电压作为控制电压，电路将成为扫频振荡器。 压控振荡器由控制部分、方波、三角波发生器组成框图如下: 反相器 1 模拟方波、三角波发生器三角波方波开关 反相器 2 3-15-1 1. 方波、三角波发生器 我们知道，方波的产生有很多种方法，而用运算放大器的非线性应用电路--- 电压比较器是一种产生方波的最简单的电路之一。而三角波可以通过方波信号积
分得到。电路如图3.15.2所示: C 8 RR3A1 A2 R2 R1R’Uz 3-15-2 8 设t=0,Uc=0,Uo1=+Uz,则Uo=-Uc=0,运放A1的同相端对地电压为: URURo2z1U+’= ，R，RR，R1212 此时，Uo1通过R向C恒流充电，Uc线性上升，Uo线性下降，则U+’下降，由于运放反相端接地，因此当U+’下降略小于0时，A1翻转，Uo1跳变为-Uz 见土 3.7.2中t=t1时的波形。根据式3.7.1可知，此时Uo略小于-R1×U2/R2。 在t=t1时，Uc=-Uo=R1×U2/R2,Uo1=-Uz.运放A1的同相端对地电压为: UzRUoR12U，',，， R，RR，R1212 此时，电容C恒流放电，Uc线性下降，Uo线性上升,则U+’也上升。当U+’上升到略大于0时，A1翻转，Uo跳变为Uz，如此周而复始，就可在Uo端输出幅 度为R1×U2/R2的三角波。同时在Uo1端得到幅度为Uz的方波。 T/2T/2 tt12 +(R/R)U12z
时基电路构成的压控振荡器
555时基电路构成的压控振荡器 摘要：555电路是集模拟电路和数字电路于一体的集成电路，是在上世纪70年代，为制作定时器而被设计制造的。该电路具有灵活的引出端脚，使用者尽用其能，将其广泛运用于电子行业的各个领域内，并且该电路在科研、仪表、测量、控制等诸多领域内也得到了广泛的应用。本文主要从原理和应用两个方面讲述由555无稳态多谐振荡器电路构成的压控振荡器。 关键词： 1、引言 如今，555时基电路得到如此广泛的应用，这得益于该电路本身独特的优越性。按照555电路的应用特点，以数字电路的分类方法作为基本方式，可将其分为：多谐振荡器的应用方式、单稳态电路的应用方式、双稳态（R-S触发器）电路的应用方式以及施密特电路的应用方式。本文要讨论的压控振荡器是一种结构特殊的多谐振荡器，全称为电压控制的多谐振荡器，简称VCO。由555电路构成的压控振荡器具有电路简单、成本低、产生脉冲波形的线性度好等特点，因此压控振荡器电路在锁相技术、A/D转换、脉冲调制及遥测技术中有广泛的用途，是一种十分重要的电路。. 2、555电路原理图]1[ 图1、原理电路图
整个原理电路图有5个部分组成，这5个部分可以分为三大部分进行解释：（1）分压器与比较器 三个等值电阻（每个5KΩ）串联进行分压，将电源电压分别分压为U CC/3和2U CC/3。其中2U CC/3加至电压比较器A1的同相输入端，作为它的参考电压；U CC/加之电压比较器A2的反相输入端，作为它的参考电压。A1、A2是由两个差分电路组成的电压比较器，相当于两个运算放大器的输入电路。这两个参考电压决定了555电路的输入特性。 上述原理电路图有两个输入端，分别称为触发端（TR、2脚）和阀值端（TH、6脚），它们分别是A2的同相输入端和A1的反相输入端。根据电压比较器的工作原理：当对输入端2脚上加上低于U CC/3的输入电压时，比较器A2输出低电平；当加上高于U CC/3的输入电压时，A2输出高电平。对于输入端6脚，当对其加上低于2U CC/3的输入电压时，A1输出高电平；当对其加上高于2U CC/3的输入电压时，A1输出低电平。 （2）基本R-S触发器]1[ 在数字电路中，触发器分为同步R-S触发器和基本R-S触发器，555电路中使用 是基本R-S触发器。这种触发器由两个非门交叉连接组成，它的特点是需要低电平触发，即只有在输入端加以低电平或负脉冲，触发器才能翻转。 它的逻辑功能是：当R=0，S=1时，不管触发器原来是什么状态，都会被置成低电平0的状态；当R=1,S=0时，触发器被置成高电平1的状态；当R=1,S=1时，触发器保持原状态不变；当R=0,S=0时，触发器的状态不定，不过这种状态是不允许出现的，也是不可能出现的。 （3）输出级]2[ 为了提高555电路带负载的能力，使其能够直接驱动一定功率的负载，并且隔离负载对定时器的影响，在它的R-S触发器之后加入了一级输出级G3。该输出级G3将R-S 触发器的输出电平进行反相，并同时给予一定的功率放大后输出，这就使得555电路可以直接驱动小型继电器、扬声器等。 （4）放电电子开关]3[ 在由555电路组成的定时定路及各类触发器和振荡器中，它们的工作状态都和电容器的充、放电有关。例如在定时电路中，通常把上比较器的输入端TH（6脚）接到只电容C的正极。这个电容又通过一只串联电阻R接到电源的正极。工作时，电源通过电阻R向电容C充电，当电容充电使其电压达到阀值电平后，比较器A1输出低电平，触发器R-S翻转，它的输出端变为高电平，经过一级反相器反相为低电平后作为一种控制信号输出，实现对电路的一种工作状态的控制。 ( 5 ) 555定时器的基本功能]4[ ①R=0，无论其他输入为何值（用×表示），必有Q=1，U O为低电平0，T D饱和导通，故R端称为置0端或复位端。 ②R=1，U TH>2U CC/3、U TR>U CC/3时，U O1为低电平，U O2为高电平，使Q=1、
压控振荡器原理和应用说明
压控振荡器（VCO） 一应用范围 用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。 二基本工作原理 利用变容管结电容Cj随反向偏置电压VT变化而变化的特点(VT=0V时Cj是最大值，一般变容管VT落在2V-8V压间，Cj呈线性变化，VT在8-10V则一般为非线性变化，如图1所示，VT在10-20V时，非线性十分明显），结合低噪声振荡电路设计制作成为振荡器，当改变变容管的控制电压，振荡器振荡频率随之改变，这样的振荡器称作压控振荡器（VCO）。压控振荡器的调谐电压VT要针对所要求的产品类别及典型应用环境(例如用户提供调谐要求，在锁相环使用中泵源提供的输出控制电压范围等)来选择或设计，不同的压控振荡器，对调谐电压VT有不同的要求，一般而言，对调谐线性有较高要求者，VT选在1-10V，对宽频带调谐时，VT则多选择1-20V或1-24V。图1为变容二极管的V－C特性曲线。 (V) T 图1变容二极管的V－C特性曲线 三压控振荡器的基本参数 1 工作频率：规定调谐电压范围内的频率范围称作工作频率，通常单位为“MHz”或 “GHz”。 2 输出功率：在工作频段内输出功率标称值，用Po表示。通常单位为“dBmw”。 3 输出功率平稳度：指在输出振荡频率范围内，功率波动最大值，用△P表示，通常 单位为“dBmw”。 4 调谐灵敏度：定义为调谐电压每变化1V时，引起振荡频率的变化量，用MHz/ △VT 表示，在线性区，灵敏度最高，在非线性区灵敏度降低。 5 谐波抑制：定义在测试频点，二次谐波抑制=10Log(P基波/P谐波)(dBmw)。 6 推频系数：定义为供电电压每变化1V时，引起的测试频点振荡频率的变化量，用MHz/V表示。 7 相位噪声：可以表述为，由于寄生寄相引起的杂散噪声频谱，在偏移主振f0为fm 的带内，各杂散能量的总和按fin平均值+15f0点频谱能量之比，单位为dBC/Hz；相位噪 声特点是频谱能量集中在f0附近，因此fm越小，相噪测量值就越大，目前测量相噪选定
压控LC振荡器
2003年全国大学生电子设计大赛 设计报告 设计者：李永彬王萍宋均雷 赛前辅导老师：姚福安万鹏 单位：山东大学控制科学与工程学院 邮编：250061 A题电压控制LC正弦波振荡器 摘要 本系统由LC振荡电路、高频放大电路、采样保持电路、三位半电压显示模块、CPLD控制模块及四位LED显示模块等构成。本设计的特色在于应用变容二极管实现了压控变频及应用可编程逻辑器件实现了频率测量。 Abstract This system includes LC frequency generator, the sampling-holding circuit, controlled by the CPLD. This can realize that the function that change the frequency step by step. To display the outcome, the model applied in. 1. 方案论证及实现 根据压控LC震荡器题目的要求，提出以下两种方案：
1.方案一：变压器反馈式LC振荡器 变压器反馈式LC震荡电路要使用变压器，其体积和重量都比较大。而且，变压器的铁芯容易产生电磁干扰。 2.方案二：电感三点式振荡电路 电感三点式振荡电路电路反馈电压取自电感，而电感对高次谐波的阻抗较大，不能将高次谐波滤掉，因此输出波形中含有较多的高次谐波分量，波形较差，而且频率稳定度不高 3.方案三：电容三点式震荡电路 电容三点式振荡器的电路反馈电压取自电容，其对高次谐波的阻抗较较小，因此反馈电压中的高次谐波分量较小，波形较好。为达到题目要求实现压控，可采用变容二极管组成电容三点式振荡器。由于制版条件有限，不可能有效克服分布参数干扰的影响，但此方案仍为实现题目
LC压控振荡器课程设计(含程序)
LC压控振荡器课程设计（含程序）武汉理工大学《学科基础课群课设》 摘要 本设计是一个功能完善,性能优良的高频VCO(Voltage Control Oscillation)。主 振器由分立元件组成。电压对频率的控制是通过变容二极管来实现的。即通过改变变容 二极管的反向压降，从而改变变容二极管的结电容，继而改变振荡频率。系统的输出频 ,3率范围为10MHz—40MHz。频率稳定度在以上。设计以单片机为控制核心，实现频10 率和电压值的实时测量及显示并控制频率步进，步进有粗调和细调的功能。粗调可实现 较大步进值调节，是调可实现较小步进值调节。该功能使得频率的准确定位十分方便。 本电路在调频部分为提高输出频率精度，采用单片机控制主振器参数，根据产生不同的 频率范围控制不同的主振器参数而达到提高精度和稳定度的目的。为了高频信号的良好 传输，本设计的部分电路板采用了人工刻板使得本设计更加特色鲜明，性能优良。 关键字:VCO 单片机变容二极管 ADC0804 Abstract
This design is a high frequency VCO with comprehensive and perfect function. The main vibrator is made up of several separable components. Voltage control on the frequency is realized by way of varicap diode. That, changing the reverse voltage of diode can adjust the frequency. The frequency of the apparatus can output from 10MHz to 40MHz, and its I 武汉理工大学《学科基础课群课设》 ,3frequency stability can reach .This design uses a single-chip as control core to measure 10 and display the frequency and voltage and regulate frequency. The frequency adjustment includes two procedures -approximate adjusting and slight adjusting, The slight adjusting can realize the precise frequency output. In order to change the precision of frequency to output, the circuit control the main vibrator with a single-chip. In order go gain what we to. we can change the different parameters of the main vibrator. In addition, Some part of the design wield arterial pattern plate. It nape the circuit mare perfect. Key words: VCO MCU DIODE ADC0804 目录 1. 系统设计 (1) 1.1 设计要求 (1)
压控振荡器
压控振荡器 指输出频率与输?入控制电压有对应关系的振荡电路(VCO)，频率是输?入信号电压的函数的振荡器VCO，振荡器的?工作状态或振荡回路的元件参数受输?入控制电压的控制，就可构成?一个压控振荡器。 voltage-controlled oscillator LC压控振荡器、RC压控振荡器 1. 简介 压控振荡器的控制特性 其特性?用输出?角频率ω0与输?入控制电压uc之间的关系曲线(图1)来表?示。图中,uc为零时的?角频率ω0,0称为?自由振荡?角频率；曲线在ω0,0处的斜率K0称为控制灵敏度。在通信或测量仪器中，输?入控制电压是欲传输或欲测量的信号（调制信号）。?人们通常把压控振荡器称为调频器，?用以产?生调频信号。在?自动频率控制环路和锁相环环路中，输?入控制电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的?一个受控部件。 压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好、控制灵敏度?高、调频范围宽、频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度?高，但调频范围窄；RC压控振荡器的频率稳定度低?而调频范围宽，LC压控振荡器居?二者之间。 LC压控型 在任何?一种LC振荡器中，将压控可变电抗元件插?入振荡回路就可形成LC压控振荡器。早期的压控可变电抗元件是电抗管，后来?大都使?用变容?二极管。图 2是克拉泼型LC压控振荡器的原理电路。图中，T为晶体管，L为回路电感，C1、C2、Cv为回路电容,Cv为变容?二极管反向偏置时呈现出的容量;C1、C2通常?比Cv ?大得多。当输?入控制电压uc改变时，Cv随之变化，因?而改变振荡频率。这种压控振荡器的输出频率与输?入控制电压之间的关系为 VCO输出频率与控制电压关系 式中C0是零反向偏压时变容?二极管的电容量；φ是变容?二极管的结电压；γ是结电容变化指数。为了得到线性控制特性，可以采取各种补偿措施。 RC压控振荡器 在单?片集成电路中常?用RC压控多谐振荡器（?见调频器）。
2.4G压控振荡器的原理
压控振荡器 一、实验目的 1．掌握压控振荡器工作原理及各项性能指标的意义。 2．掌握压控振荡器的测量方法，特别是频率/电压特性的测量及频率/电压斜率计算。 3．学习压控振荡器设计，熟悉其电路结构。 4．掌握微波频谱仪及频率扩展器的使用。 二、实验原理 压控振荡器模块在RZ 9905-R 微波接收实验系统箱内，电路如图3-1所示，它由12T T 、两只晶体三极管及变容二极管3T 等电路组成，13T T 、及周围电路组成频率可变的电容反馈三点式振荡器（又称考必兹振荡器），其等效电路如图3-2所示。回路电容ec eb C C 、为晶 图3-1 压控振荡器图 体管极间电容，13b L C T 、、串联后构成回路电感。b L 为晶体管基极引线电感，约为10nH 。变容二极管3T 的作用是，当外加控制电压经电阻1R 加到它上面，变容管3T 的等效电容随外加电压变化而攺变，因此图3—2所示电路中振荡回路的自然谐振频率随之改变。从而，当外加控制电压变化时，能攺变压控振荡器的振荡频率。该压控振荡器的频率约为 2.2-2.5GHz ，由于振荡频率高，晶体管的极间电容、引线电感等参数对振荡频率及工作状态都有很大影响，因此，微波模块对元件、布线、工艺、焊接等的要求非常高。
图3-2 压控振荡器等效电路 图3-1中，2T 及周围电路为压控振荡器的放大输出级。567R R R 、 、构成 型衰减器，它使压控振荡器和放大输出级隔离，有利于提高压控振荡器的频率稳定度。12345L L L L L 、、、、为高频扼流圈，它们的作用是为两晶体三极管各极提供合适的直流电压。本模块供电电压为12伏，压控振荡信号从6C 输出，其电平约为0dbm 。为了在线测量，压控振荡信号经衰减器送至压控振荡器输出测量接头，电平约为-10dbm 。 三、实验仪器 1. 压控振荡器模块 2．AT5011频谱仪 3 AT5000F2频率扩展器 四、实验内容 1. 观察压控振荡器输出信号频谱； 2. 测量压控振荡器输出频率可调范围； 3. 测量压控振荡器的输出频率为2.4GHz 时信号功率和对应的压控电压； 4. 测量压控振荡器输出频率/电压、功率/电压控制特性； 5．观察压控振荡器结构。
压控LC振荡器
目录 1 引言 (2) 1.1 振荡器简介 (2) 1.2 系统设计的目的 (2) 1.3 系统设计的意义 (2) 2 系统设计要求和设计方案 (3) 2.1设计任务及基本要求 (3) 2.1.1 任务 (4) 2.1.2 基本要求 (4) 2.2 总体设计思路 (4) 2.3 基本模块的论证与选择 (4) 2.3.1 电压控制LC振荡器模块 (5) 2.3.1.1互感耦合振荡器 (5) 2.3.1.2 电感反馈三端式振荡电路 (5) 2.3.1.3 电容反馈三端式振荡电路 (5) 2.3.1.4 集成电路振荡器 (6) 2.3.2 LC控制信号的实现 (8) 2.3.3 稳幅电路的选择 (9) 2.3.4频率控制方式的设计与选择 (9) 2.3.5功率放大器 (10) 2.3.6 系统组成构图 (10) 3 单元电路的设计 (11) 3.1压控振荡器和稳幅电路的设计 (11) 3.2锁相环式频率合成器的设计 (12) 3.3 峰值检测电路 (16) 3.3 系统软件的设计 (18) 4 测试方法及结果分析 (20) 4.1 测试仪器 (20) 4.2 测试方法 (20) 4.3 结果分析 (20) 5 总结 (21) 6 参考文献 (21)
电压控制LC振荡器 1 引言 1.1 振荡器简介 振荡器简单地说就是一个频率源，一般用在锁相环中。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”，其涵义就暗指交流，振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。能够完成从直流电能到交流电能的转化，这样的装置就可以称为“振荡器”。 压控振荡器（VCO）的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄；RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。 振荡器广泛应用于各行各业中，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热；某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制；电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等电路中更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO压控振荡器几乎与电流源电路和运放电路具有同等重要的地位。 1.2 系统设计的目的 了解、分析振荡器设计的基本设计和发展方向，掌握压控LC振荡电路的主要技术指标，电路结构，工作原理。 1.3 系统设计的意义 随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，振荡器自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扮演重要的角色，
低相位噪声宽带LC压控振荡器设计
低相位噪声宽带LC压控振荡器设计 摘要：基于0.13 μm CMOS工艺，设计了一款低相位噪声宽带LC压控振荡器。采用开关电容阵列使VCO在达到宽调谐范围的同时保持了低相位噪声。采用可变容阵列提高了VCO 频率调谐曲线的线性度。仿真结果表明，在1.2 V电源电压下，电路功耗为3.6 mW。频率调谐范围4.58 GHz-5.35 GHz，中心频率5 GHz，在偏离中心频率1 MHz处相位噪声为-125dBc/Hz。 关键词：压控振荡器；开关电容阵列；可变电容阵列 0 引言 压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator，VCO）是锁相环中的重要组成部分，能够提供频率准确、低相位噪声的本振信号，它对锁相环的性能甚至是整个射频前端的性能都有着较大的影响。随着无线通信网络的快速发展，越来越多的射频电路需要收发机能够覆盖很宽的频率范围，同时保持较低的相位噪声性能，这无疑对压控振荡器的设计提出了更高的要求。 无线传感网广泛应用于交通、节能、环境保护、家庭网络、生物医疗等领域。本文针对2.4 GHz频段无线传感网射频收发机应用，采用0.13 μm CMOS工艺，设计了一个低相位噪声宽带LC压控振荡器。采用开关电容阵列把需要覆盖的频率调谐范围分成若干个子频段，从而降低了VCO调谐增益（Kvco），减小了相位噪声。同时采用可变电容阵列来提高频率调谐曲线的线性度，减小Kvco的变化，提高锁相环的稳定性。本文设计的压控振荡器需覆盖 4.8 GHz～5.0 GHz 频段, 输出的差分信号将通过二分频电路得到四路差分正交信号供收发机使用。考虑到工艺偏差、寄生等影响，设计的目标频率范围为4.6 GHz～5.3 GHz。 1 电路设计 1.1 电路结构 在目前广泛应用的数模混合式锁相环中,主流压控振荡器的实现主要有两种结构：环形压控振荡器和LC压控振荡器。环形振荡器能获得大的调谐范围，易于集成，但是其相位噪声性能不理想，在无线通信应用中比较少。LC压控振荡器由于良好的噪声性能已成功地应用在窄带无线通信收发机中。近些年来一些宽带的CMOS LC压控振荡器相继报道出来[1-3]，通过开关电容阵列和可变电容相组合，可以得到宽的调谐范围并保持良好的相位噪声性能。 本设计中，采用开关电容阵列和可变电容阵列相组合的电路结构，并同时采用NMOS管做负阻管。电路结构。L是片上集成电感，NMOS管M1、M2构成交叉耦合结构，提供振荡所需的负阻。M3、M4构成电流镜结构，为VCO提供偏置电流。 1.2 振荡原理 在LC 压控振荡器中，通常采用负电阻的概念来分析振荡原理。一个理想电感L和电容C 组成的并联回路会在频率ωres=1处谐振。实际上电感电容都存在寄生电阻，电阻会消耗回路的能量，使振荡减弱最后停止。如果把一个与寄生电阻相等的负阻并联在谐振电路，则振荡回路会不停地振荡下去。，RL表示由电感和电容引起的电阻损耗，RP表示由有源器件NMOS 交叉耦合对提供的负阻。图3是NMOS管交叉耦合对管及其小信号等效电路。忽略NMOS管的体效应和沟道长度调制效应，可以得到[4-5]： 如果两个NMOS管相同，即：gm1=gm2=gm，则：
基于施密特触发器的压控振荡器
HUNAN UNIVERSITY 毕业论文 论文题目集成电路应用--基于施密特 触发器的压控振荡器 学生姓名李文 学生学号 20111102122 专业班级电科一班 学院名称物理与微电子科学学院 指导老师陈迪平 学院院长文双春 2015 年 1 月 13 日
第一部分：综述类 问题：概述恒流源的基本概念以及设计思想、按照基本设计思想分析基本型镜像恒流源的工作原理、输出阻抗以及提高输出阻抗的措施 1.恒流源基本概念： 恒流源是输出电流保持恒定的电流源； 理想的恒流源应该具有以下特点： a)不因负载(输出电压)变化而改变； b)不因环境温度变化而改变； c)内阻为无限大（以使其电流可以全部流出到外面） 2.基本恒流源的设计思想 基本的恒流源电路主要是由输入级和输出级构成，输入级提供参考电流，输出级输出需要的恒定电流。 ①构成恒流源电路的基本原则： 恒流源电路就是要能够提供一个稳定的电流以保证其它电路稳定工作的基础。即要求恒流源电路输出恒定电流，因此作为输出级的器件应该是 具有饱和输出电流的伏安特性。这可以采用工作于输出电流饱和状态的BJT 或者MOSFET来实现。为了保证输出晶体管的电流稳定，就必须要满足两个条件：a）其输入电压要稳定——输入级需要是恒压源；b）输出晶体管的输出电阻尽量大（最好是无穷大）——输出级需要是恒流源。 ②对于输入级器件的要求： 因为输入级需要是恒压源，所以可以采用具有电压饱和伏安特性的器件来作为输入级。一般的pn结二极管就具有这种特性——指数式上升的伏安特性；另外，把增强型MOSFET的源-漏极短接所构成的二极管，也具有类似的伏安特性——抛物线式上升的伏安特性。 在IC中采用二极管作为输入级器件时，一般都是利用三极管进行适当连接而成的集成二极管，因为这种二极管既能够适应IC工艺，又具有其特殊的优点。对于这些三极管，要求它具有一定的放大性能，这才能使得其对应的二极管具有较好的恒压性能。 ③对于输出级器件的要求： 如果采用BJT，为了使其输出电阻增大，就需要设法减小Evarly效应（基区宽度调制效应），即要尽量提高Early电压。 如果采用MOSFET，为了使其输出电阻增大，就需要设法减小其沟道长度调制效应和衬偏效应。因此，这里一般是选用长沟道MOSFET ，而不用短沟道器件。
压控振荡器
摘要 压控振荡器作为无线收发机的重要模块，它不仅为收发机提供稳定的本振信号，还可以倍频产生整个电路所需的时钟信号。它的相位噪声、调节范围、调节灵敏度对无线收发机的性能有很大影响。 文章首先介绍了振荡器的两种基本理论:负反馈理论和负阻振荡理论。分别从起振、平衡、稳定三个方面讨论了振荡器工作所要满足的条件，并对这些条件以公式的形式加以描述。 接着介绍了两种类型的压控振荡器:环形振荡器和LC振荡器。对这两种振荡器的结构、噪声性能和电源的敏感性方面做出了分析和比较，通过分析可以看出LC压控振荡器更加适合于应用在射频领域。紧接着介绍了CMOS工艺可变电容和电感的物理模型，以及从时变和非时变两个方面对相位噪声进行了分析。 最后本文采用csm25Rf工艺并使用Cadence SpectreRF仿真器进行仿真分析，设计了一个COMS LC压控振荡器，频率变化范围为2.34GHz-2.49GHz，振荡的中心频2.4GHz，输出振幅为 480mV，相噪声为100kHz 频率偏移下-91.44dBc/Hz ，1MHz频率偏移下-116.7dBc/Hz， 2.5V电源电压下功耗为18mW。 关键词：LC压控振荡器；片上螺旋电感；可变电容；相位噪声，调谐范围。
ABSTRACT V oltage-control-oscillator is the crucial components of wireless transceiver , it provides local signal and clock for the whole circuit, its performance parameter, such as: phase noise, tuning range, power consumption, have great effect on wireless transceivers. Firstly, two oscillator theorems: negative-feedback theorem and negative-resistance theorem , are presented and the conditions of startup, equilibrium, stabilization required for oscillator are discussed respectively. Secondly , we introduce two types of VCO : ring VCO and LC VCO ,and made a comparison between them , it is obvious that LC VCO are suit for RF application. The physical model for MOS varactor and planar spiral inductor are present. At last, a COMS LC VCO with csm25rf technology is presented , the VCO operates at 2.34GHz to 2.49 GHz, and its oscillation frequency is 2.4GHz. The amplitude is 480 mV. The phase noise at 100 kHz offset is –91.48dBc/Hz, and -116.7dBc/Hz at 1MHz. The power consumption of the core is 18mW with 2.5V power supply. Key Words：LC VCO；on-chip spiral inductor；MOS-varactor；phase noise；turning range.