求助,如何降低环形振荡器VCO的相位噪声
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发布时间：2022-04-23 22:19
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时间：2023-10-11 22:19
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，无论是体积上还是成本上无疑都取得了飞跃性的进展，但在很长的一段时期内都是处在用分离元件组装而成的阶段，其性能较差，成本相对较高，体积较大和难以大批量生产。随着通信领域的不断向前推进，终端产品越来越要求轻、薄、短、小，越来越要求低成本、高性能、大批量生产，这对于先前的分离元件组合模式将不再胜任，并提出新的要求和挑战。集成电路各项技术的发展迎合了这些要求，特别是主流CMOS工艺提供以上要求的解决方案，单片集成振荡器的研制取得了极大的进步。
然而，由于工艺条件的*，RF电路的设计多采用GaAs, Bipolar, BiCMOS工艺实现，难以和现在主流的标准CMOS工艺集成。因此，优性能的标准的CMOS CO设计成为近年来RF电路设计的热门课题。
近年来，随着通信电子领域的迅速发展，对电子设备的要求越来越高，尤其是对像振荡器等这种基础部件的要求更是如此。但多年来我国在这方面的研究投入无论在军用还是民用上均不够重视，仅限于在引进和改进状态，还没有达到质的跨越，没有自主的知识产权(IP)，也之所以在电子通信类滞后发达国家的一个重要原因。而且我国多数仍然利用传统的双极工艺，致使产品在体积上、重量上、成本上都较大，各种参数性能不够优越，稳定性差、难以和现代主流CMOS工艺集成等等都是我国相关领域发展的瓶颈。
我国在电子通信领域场潜力非常大，自主研究高性能、高质量、低成本的压控振荡器场前景广阔、意义巨大。
1.2 CO的主要性能指标
CO的性能指[4]标主要包括:频率调谐范围，输出功率，(及短期)频率稳定度，相位噪声，频谱纯度，电调速度，推频系数，频率牵引等。
频率调谐范围是CO的主要指标之一，与谐振器及电路的拓扑结构有关。通常，调谐范围越大，谐振器的值越小，谐振器的值与振荡器的相位噪声有关，值越小，相位噪声性能越差。
振荡器的频率稳定度包括稳定度和短期稳定度，它们各自又分别包括幅度稳定度和相位稳定度。相位稳定度和短期幅度稳定度在振荡器中通常不考虑;幅度稳定度主要受环境温度影响，短期相位稳定度主要指相位噪声。在各种高性能、宽动态范围的频率变换中，相位噪声是一个主要*因素。在数字通信系统中，载波的相位噪声还要影响载波跟踪精度。
其它的指标中，振荡器的频谱纯度表示了输出中对谐波和杂波的抑制能力；推频系数表示了由于电源电压变化而引起的振荡频率的变化；频率牵引则表示了负载的变化对振荡频率的影响；电调速度表示了振荡频率随调谐电压变化快慢的能力。
在压控振荡器的各项指标中，频率调谐范围和输出功率是衡量振荡器的初级指标，其余各项指标依据具体应用背景不向而有所侧重。例如，在作为频率合成器的一部分时，对CO的要求，可概括为一下几方面:应满足较高的相位噪声要求；要有极快的调谐速度，频温特性和频漂性能要好；功率平坦度好；电磁兼容性好。
1.3 国内外现状
目前，国内外许多厂家都已生产出针对不同应用的CO。表1-1分别是具有代表性的国内十三所和Agilent生产的部分压控振荡器产品的部分指标：
表1－1
型 频率范围（GHz） 调频电压（） 工作电压/电流（/mA） 输出功率（dBm） 相噪（dBc/Hz）
HE 3.0~3.7 0~15 12/30 +12 1.5
-90@10KHz
HE 3.7~4.2 0~15 12/30 +10 1.5
-87@10KHz
TO- 2.0~3.0 2~24 15/50 +10 1.5
-95@50KHz
TO- 2.4~3.7 2~30 15/50 +10 1.5
-95@50KHz
TO- 3.6~4.3 8~24 15/50 +10 1.5
-@50KHz
上述产品中，封装形式均为TO-8封装。对于封装内的电路中一般使用的是晶体管管芯和变容二极管管芯，这样可减少管脚分布电感、电容的影响，减少对分布参数的考虑。但是，此类封装需专门设备，工艺复杂，进入门槛高，产品价格较高。频率较高时，这些参数对电路性能的影响非常显著。需要在设计时仔细考虑，选择合适的电路形式，尽量降低电路对器件参数的敏感度。
另外，自前还用一种称为YIG(钇铁右榴石)的铁氧体器件作为谐振器的压控振荡器，谐振频率用外磁场调谐，调谐带宽可以很宽，因为YIG谐振器可以有很高的值，YIG振荡器的相位噪声性能很好。但由于成本较高，且较难设计，所需电流大，调谐速度较变容二极管调谐的CO慢。本设计只设计了采用变容二极管调谐的压控振荡器。
实在不行换一个 或者在硬之城上面找找这个型号的资料
