超寬帶VCO的研究.pdf

1、振蕩器在測量與現(xiàn)代通信等電子系統(tǒng)中充當(dāng)著“心”的作用，為電子系統(tǒng)提供時(shí)鐘參考。隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)對傳輸速度要求的提高以及雷達(dá)系統(tǒng)對距離乃至速度分辨力要求的提高，需要寬帶高穩(wěn)定度以及高精度的源，目前普遍采用鎖相技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這樣的源。在鎖相環(huán)里，最關(guān)鍵的器件就是VCO(Voltage Controlled Oscillator，壓控振蕩器)，為了達(dá)到寬帶的頻率輸出，對VCO提出了寬帶調(diào)諧的要求。
　　為了研究如何實(shí)現(xiàn)寬帶振蕩輸出，本文設(shè)計(jì)

2、了4款不同頻段的壓控振蕩器。其中2款為串聯(lián)反饋結(jié)構(gòu)，2款為并聯(lián)反饋結(jié)構(gòu)。其中，第一款串聯(lián)反饋結(jié)構(gòu)振蕩器的頻率輸出為1.221GHz到1.516GHz，輸出功率10dBm，調(diào)諧帶寬為295MHz，調(diào)諧相對帶寬為21.55％；第二款為串聯(lián)反饋結(jié)構(gòu)振蕩器，它的頻率輸出為2.9625GHz到6.022GHz，輸出功率約9dBm，調(diào)諧帶寬完全跨越一個(gè)倍頻程；第三款并聯(lián)反饋結(jié)構(gòu)振蕩器的頻率輸出為2.058GHz到4.016GHz，輸出功率約5dBm

3、，調(diào)諧帶寬跨越一個(gè)倍頻程，覆蓋了幾乎整個(gè)S波段；第四款并聯(lián)反饋結(jié)構(gòu)振蕩器的頻率輸出為1.056GHz到1.910GHz，輸出功率約5dBm，調(diào)諧帶寬跨越幾乎一個(gè)倍頻程，覆蓋了幾乎整個(gè)L波段。所有設(shè)計(jì)的壓控振蕩器均帶有緩沖放大器，達(dá)到了很高的隔離度和很低的負(fù)載牽引特性，所有振蕩器均可以工作在負(fù)載為全反射的狀態(tài)下。其中，有2款壓控振蕩器還帶有雙路輸出，以便用于鎖相環(huán)中。所有的的振蕩器都自帶穩(wěn)壓模塊，對電源的隔離度也很高。
　　為了進(jìn)一

4、步增加振蕩器的輸出范圍，本文設(shè)計(jì)了將多個(gè)VCO進(jìn)行組合，通過開關(guān)切換，實(shí)現(xiàn)了2-6GHz的頻率輸出，利用該結(jié)構(gòu)，理論上來說，可以實(shí)現(xiàn)輸出頻率范圍無限寬的源。
　　最后，本文設(shè)計(jì)了一款鎖相環(huán)，以及寬帶2-6GHz的耦合器以及功率分配器，將設(shè)計(jì)的VCO進(jìn)行鎖相，實(shí)現(xiàn)了寬帶頻率源。其中，2-6GHz鎖相環(huán)鑒相頻率為5MHz，頻率輸出范圍2-6GHz，使用了2個(gè)VCO，通過開關(guān)切換，單片機(jī)控制開關(guān)，在5.6GHz處的相位噪聲為-86dBc