低调谐增益变化的10 GHz电感电容式压控振荡器设计

基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于无线通信和雷达系统的低变化调谐增益的电感电容式压控振荡器。该电路包括分布式偏置可变电容阵列和开关电容阵列,合理选择偏置电压扩展电容-电压曲线覆盖范围,在整个调谐电压范围内,可有效降低调谐增益。三位开关电容阵列将整个可调频率范围分为8个子频带,通过控制可变电容实现子频带内频率的调谐范围。同时采用开关可变电容阵列,有效抑制了电感电容式压控振荡器调谐增益的变化。基于1P6M 0.18μm工艺模型的后仿真结果显示该10 GHz压控振荡器调谐增益变化率表现优异,低至21.5%,调谐频率范围为9.13～11.15 GHz,同时该压控振荡器能够实现较低的直流功耗9 m W(1.8 V电源电压),相位噪声在10 GHz时为-105 d Bc/Hz@1 MHz。     

6.3GHz反馈型介质谐振器振荡器的设计与实现

文章设计了一种场效应管源极输出的并联反馈型C波段介质谐振器振荡器,较详细地讨论了该结构的设计和仿真方法,即利用HFSS电磁仿真软件与ADS电路仿真软件联合仿真的方法,对介质谐振器振荡器性能进行了优化设计和仿真,并采用单管GaAs FET实现了输出频率为6.3 GHz的介质谐振器振荡器,得到了较满意地测试结果,其输出功率大于5 dBm,相位噪声为-94 dBc/Hz@10 kHz、-120 dBc/Hz@100 kHz。     

采用变容管端接微带谐振器的L波段低噪声VCO理论分析与设计

本文在对振荡器相位噪声分析的基础上,从影响相位噪声的因素出发,选择了微带结构的克拉波电路;在满足振荡条件的基础上,采取了加大负反馈电容的办法,使振荡器的输出相位噪声改善约-5dBc/Hz/10kHz,在相对调谐带宽10%～20%时,获得相位噪声优于-95dBc/Hz/10kHz,功率波动±1dBm.     

15GHZ高线性、低相噪压控振荡器研究

本文在对克拉泼电路的理论分析基础上，运用Microwave Office软件仿真、优化出耦合元件Lgx、Cg的取值范围，用封装的场效应管、变容二极管设计、研制出15GHz压控振荡器，在14.7-15.4GHz调谐带宽内，振荡器的线性指标达到1.15，功率输出为15dBm，偏离载频100KHz,相位噪声倨于-80dBc/Hz。     

0.18 μm CMOS工艺的GPS/BDS双模可重构接收机射频前端

采用低中频架构设计了一种0.18μm CMOS工艺的GPS/BDS双模可重构接收机射频前端,能在GPS L1模式或BDS B1模式下工作。通过频率自适应电路调整中频滤波器的时间常数,降低其频率不确定度;压控振荡器中加入4位开关电容阵列,以提高频率调谐范围和相位噪声性能;通过硬件复用的方式降低系统功耗。测试结果表明,在1.8 V电源电压下,功耗37.8 m W,电压增益为103 d B,GPS L1和BDS B1波段噪声系数均小于3.2 d B。     

锁相式频率合成器输出相位噪声的分析

频率合成器中输出相位噪声是个重要的问题,本文对此进行了分析。因为输出相位噪声主要取决于压控振荡器的噪声,所以文中介绍了由五个独立噪声过程组成的压控振荡器噪声模型,并具体给出了这五项的方差,导出了压控振荡器相位噪声的比较完整的表达式。     

3.6—6.4GHz YIG调谐场效应管振荡器

YIG调谐振荡器具有相位噪声低、工作频率范围宽和线性好等特点,在微波领域得到广泛的应用。利用未封装的管芯直接做在微带电路上的工艺,晶体管YIG调谐振荡器可在1～12.4GHz之间工作,而GaAs场效应管YIG调谐振荡器可以做到7～40GHz。目前国内场效应管调谐振荡器还很少见,为了使GaAs场效应管YIG调谐振荡器国产化,我们结合微波频合器的开发工作,研制了3.6～6.4GHz频段的GaAs场效应管YIG调谐振荡器。     

基于ADF4360-X的频率合成器设计

结合锁相环的基本原理,介绍了高集成整数分频频率合成器芯片 ADF4360-X 的特性,该系列芯片集成了 VCO 非常利于设备的小型化;以 ADF4360-7为例,给出了实际应用中的设计要点、实现方法和实现电路时的注意事项。测试结果显示,设计的频率合成器覆盖范围达到400 MHz,步进1 MHz,偏离中心频率1 kHz 处相位噪声达到-93 dBc/Hz。     

基于PE3236频率锁相源的X波段四倍频器研制

目前毫米波倍频器在毫米波频率合成器中已经得到了广泛的应用,利用毫米波倍频器可以获得具有宽带特性的毫米波频综及多点的频率输出。文中主要介绍一种基于高性能数字集成芯片PE3236设计的X波段四倍频器。通过将高稳定度频率合成器输出的S波段信号四倍频,并滤除杂散和谐波以达到倍频的效果。文中所设计的毫米波四倍频器输出功率为-11.356 dBm,相位噪声为-78.4 dBc/Hz@1 kHz,对杂散的抑制优于-45dBc。     

压控振荡器频率特性线性化及频率漂移补偿的新方法

本文扼要介绍了变容二极管及压控振荡器的非线性特性,列举了近代电子设备中可以采用的几种线性化措施,并分析了它们的优缺点,提出了用单片机对压控振荡器的 F—V 非线性进行线性化方案,该方案亦可对频率随时间、温度的漂移进行补偿,大大提高了压控振荡器的频率线性及稳定度、准确度,具有精度高、易于实现、自动校正、调试方便等优点,尤其适合在智能仪器中应用。文中还给出了软件流程图及实验结果。     

预测宽带压控振荡器性能的方法

在诸如无线通信系统等应用中,可提供宽调谐范围压控振荡器（ＶＣＯ）是一种址分有用的器件,本文考虑了由有源器件和电路布局在调谐带宽内年所产生的寄生效应,本文介绍了一种预测宽带ＶＣＯ调谐带宽的方法,并把这种方法应用到超高频（ＵＨＦ）,考比兹（Ｃｐｉｔｔｓ）振荡器的设计中。     

Ka波段VCO控制信号发生器设计及调制域测试方法

采用DSP的SPORT端口控制16位高速串行DAC，设计了任意电压信号发生器，用于控制Ka波段连续波雷达压控振荡器产生频率可任意调制的发射信号。利用该信号发生器与调制域分析仪，测试了压控振荡器的调制特性和阶跃响应。     

基于长环光电振荡器的频率传递相位噪声分析

文章通过建立长环光电振荡器频率传递模型,从光纤色散理论出发,综合考虑色散、光纤长度和光源对时延波动的影响,推导出光源中特定参数对振荡频率相位噪声影响的表达式,通过MATLAB数值仿真进行分析。仿真结果表明:随着光纤长度的增加,光源的频率噪声在光纤色散的作用下,转化为振荡频率的相位噪声,进而影响了频率的稳定度;光源的中心波长对相位噪声的影响是0.7dB/300nm,可以忽略不计;光纤色散系数变化了5ps/(nm.km),相位噪声恶化3dB,得到的仿真结果对下一步的硬件实验工作具有很好的理论指导意义。     

单层反射模式蓝宝石腔体的9.7GHz频率基准

分析了多层圆柱形蓝宝石腔体谐振器为实现Bragg谐振模式需满足的尺寸条件。仿真并设计了单层腔体,利用teflon支撑件将蓝宝石固定在内部镀银的金属腔体内。其在9.7GHz频点实现了Bragg包含模式,Q值高于200 000。利用该谐振器作为带通滤波器构建了室温下的X波段振荡器。该振荡器还包括低噪放、滤波器和手动移相器。通过合理选择谐振器的插入损耗和调节移相器,该振荡器成功实现了稳定输出。测试结果表明,该振荡器具有低的相位噪声但易受环境温度影响。由于采用了极高Q值的蓝宝石谐振器,该振荡器可能成为目前最低相噪的X波段室温频率基准。     

一种适用于跨频段通信的微波本振源

介质振荡器具有可靠性高、稳定性好、相位噪声低的优点．在频率捷变雷达和电子战系统中发挥了十分重要的作用。多频介质振荡器除具有介质振荡器的优点外，还有转移频率跨度大、转移时间短的特点，应用到军事通信中，可实现跨频段通信。本文介绍了多频介质振荡器的电路结构、工作特点和在通信系统中的应用，并对多频锁相介质振荡器的可行性进行了讨论。     

1.8V供电8.2ppm/℃的0.18μm CMOS带隙基准源

带隙基准电压源是各类模拟/数模混合集成电路中的基础性部件,其性能直接决定了整体电路的稳定性。CMOS工艺中的衬底三极管的放大倍数β较小,"发射极-基极"通路对三极管的集电极电流的分流作用十分显著,导致带隙基准温度稳定性下降。此外,低电压条件下的电路缺乏足够的电压裕度,电源噪声的影响已经不可忽略,基准源的抗电源噪声能力亟待加强。针对上述两个问题,分别提出了自适应的"发射极-基极"电流补偿技术和使用电容直接耦合电源噪声负反馈的方案。基于0.18μm CMOS工艺的实现结果表明,在-55℃~150℃范围内,电源电压1.8V情况下,输出基准电压的温度系数可达8.2ppm/℃,且中/高频段的电源抑制比得到大幅度提高,直流段电源抑制比更可达-90dB。     

一款0.18μm CMOS辐射加固差分压控振荡器

基于对称负载压控振荡器(VCO)的单粒子瞬变(SET)失效机理,应用设计加固(RHBD)技术分别改进了偏置电路和环形振荡器,设计和实现了一款0.18μm CMOS辐射加固差分VCO.模拟结果表明:加固VCO的SET敏感性大幅降低,同时还降低了抖动对于电源噪声的敏感性.虽然电路结构变化会导致频率下降,但可以通过调整电路尺寸而解决.此外,加固VCO面积开销有所降低,优于其他加固方法.     

介质谐振腔微波场效应管振荡器

本文简要地介绍7千兆赫介质腔场效应管振荡器的设计方法。文章首先定性地介绍了圆柱形介质谐振腔与金属谐振腔的主要差别,给出了一种谐振频率的计算程序。尔后讨论场效应管负阻模型的振荡器电路,其数学模型用Basic语言编制了计算程序,解决了浩繁的计算工作。进而分析了介质腔与微带电路的耦合,阐明振荡条件的电路实现问题。最后给出试验结果。     

电荷泵中单粒子瞬变的研究

为分析电荷泵中不同频率单粒子瞬变(SET)电流对锁相环(PLL)的影响,采用频域分析法从增益和带宽的角度研究了环路参数与SET响应的关系。分析结果表明,减小环路滤波电阻可以降低系统增益,从而有效降低压控振荡器控制电压的扰动;增大固有频率或阻尼因子则可以提高系统带宽,从而滤除更大范围的SET电流,同时还可以降低PLL恢复到锁定状态的时间。因此,减小环路滤波电阻、增大固有频率或阻尼因子是有效的设计加固方法。通过1GHz PLL的SET模拟验证了上述结论。     

利用对比度最优准则的压控振荡器调频非线性误差估计与校正方法

针对压控振荡器调频非线性误差的准确估计与校正问题,提出一种以一维距离像对比度最优为准则的自适应估计与校正方法。本方法建立引入温度变量的压控振荡器频率特性模型,并据此估计出某一温度值对应的调频非线性误差,在对中频回波进行误差补偿和一维脉压后,以一维距离像的对比度最优作为迭代收敛准则,实现调频非线性误差的最优估计与校正。仿真和实测数据结果表明,该方法充分考虑了温度因素对压控振荡器输出频率的影响,能够在不增加硬件复杂度的前提下,通过算法实现对调频非线性误差的估计、跟踪与补偿。与传统基于硬件电路进行估计或校正的方法相比,新方法无需由硬件组成闭环估计通道,且具有实时性强、运算量小、补偿精度高的优点,对于克服实际工程应用中压控振荡器器件的参数漂移问题具有重要指导意义。