压控振荡器原理和应用说明.docx

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

2、)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VC特性曲线。 图1变容二极管的VC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

3、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，目前测量相噪选定的fm有离F0 1KHz、10KHz和100KHz几种，根据产品特性作相应规定。产生相噪的因素主要是寄生寄相，但影响寄生寄相的

4、因素较多，较为复杂，不同VCO产品在提高相噪指标方面都会采取相应设计思路和工艺措施。8 3dB调制带宽：是指特定用途的VCO在作调频使用时，调制信号(视频)为1VPP时，产生的调频频带宽度，主要由双端压控作调频时用户的要求作出设计。四 压控振荡器的使用建议 1作为调幅或脉冲调制的载频频率源时，对振荡频率稳定度和精度要求较高，多采用锁相合成源，由于频率调整方便，精度高，在1-3GHz或更高微波频段上广泛采用；锁相合成源原理方框如图2。 图 锁相合成源原理方框图2 在射频及微波波段直接作调频使用，这是VCO独特优点，可以获得较宽的调频带宽和较好的特性，电路框图如图3。图中为单端压控情况，在通讯中专

5、门设计双端压控产品，其中一控制端为锁定相位控制中心频率端VT1，另一端接音视频信号或脉冲信号的调制端VT2。图3 射频及微波领域直接调频框图3 频率跟踪系统：VCO结合数字鉴相和分频技术，制成对微弱载频讯号频率的再生讯号，实现频率自动跟踪，图4。4 多倍频程控扫源：采用VCO扫描振荡结合混频技术，可以方便地获得多倍频程程控扫描电路，例如：产生1MHz1GHz程控扫源，实现原理如图5所示。5 点频或捷变频合成源作接收机本振，制作方便，调整工艺也较简单，在L和S波段电视传播和通讯系统应用极广泛。6 作I/Q调制和解调用VCO，目前广泛采用扩频、跳频、抗干扰通讯，由于I/Q调制和解调的特殊性，在系统

6、载波前端混频，或上变频，解调中频等不同频段都使用VCO，对相噪指标和工作带内杂散频谱的抑制有较严格的要求。对VCO射频输出端负载迁移现象有严格限制，因此这一类应作专门的设计，而一般都作窄带低相噪设计和制作，宽带电路设计难度大，成本高。图6为I/Q解调应用示例：五 注意事项： 单独VCO一般不单独作为本振源、载波调制源或信号源使用，因为频率稳定度差。 VCO与锁相环构成频率源时，必须有良好的环路设计才能获得良好的相噪和频率稳度。 VCO使用线性范围只占f0/VT特性一部分，对于线性有要求应用VT在2-8内选择较合理。 VCO调频范围宽，VT变化大，相噪相应变化也大，因此低相噪使用应选适当的频带宽

7、度。六 指标特点： 采用电调变容管结合低噪声振荡原理，一体化设计 小体积 低相噪 高可靠 具有极广泛的应用领域VCO表一型 号工作频率（MHz）输出功率(dBmw）调谐电压( V )调谐灵敏度(MHz/V)相位噪声(dBC/Hz)谐波抑制(dBc)推频系数电 源V/mA结构型号10KHz100KHzJLCO40701J350-450101-1012-1490100200.312/30JO-1*JLCO50701J450-550101-1012-1490100200.312/30JO-1*JLCO60701J550-650101-1012-190100200.312/30JO-1*JLCO707

8、01J650-750101-1012-1490100200.3512/30JO-1*JLCO80701J750-850101-1012-1490100200.3512/30JO-1*JLCO90701J850-950101-1012-1490100200.3512/30JO-1*JLCO12801J1050-1500101-1012-1490100200.412/30JO-1*JLCO18801J1150-2500101-1012-1490100200.412/30JO-1*JLCO23801J1250-3500101-1012-1490100200.412/30JO-1*JLCO29801J

9、1350-4500101-1012-1490100200.412/30JO-1*JO-1引脚：2： RF输出； 1：电压； 8：调谐电压； 3、4、5：Ground注： * 结构可根据用户要求制作VCO表二型 号频率范围(MHz)输出功率（dBmw）相位噪声dBC/Hz调谐电压 (V)调谐灵敏度 ( MHz/V)谐波抑制（dBc）杂 散（dB）电 源(V/mA)专用外形结构10KHz100KHzJCO20601J15-25101001251-121-3206012/34JCO37601J25-50101001301-122-3206012/34JCO56601J37.5-75101001301

10、-123-4206012/34JCO75601J50-100101001301-164-4.8206012/34JCO11701J75-15010981251-166-6.8206012/34JCO15701J100-20010981201-167-8.6206012/34JCO22701J150-30010981201-169-12206012/34JCO30701J200-40010951201-1613.4-17206012/34JCO56701J300-53510901151-1611-24206012/34JCO62701J485-76510901101-1618-27206012/

11、34JCO65701J500-80010901101-1616-40206012/34JCO70701J500-90010901101-1616-40206012/34JCO80701J600-100010901101-1630-44206012/34JCO91701J700-112510901101-1621-36206012/34JCO10701J800-130010901101-1618-32206012/34JCO12801J900-160010901101-1621-43206012/34JCO14801J1000-180010901101-1630-50206012/34JCO17801J1400-200010901091-1240-55206012/34JCO21801J1800-240010881081-1250-60206012/34JCO23801J2000-260010881051-1260-78206012/34JCO25801J2200-280010861051-1260-80206012/34caoporn 2287uwLovS3N