4.5 VCO振荡频率线性度分析 20

4.6 压控振荡器原理图及PCB图 21

结  论 23

致  谢 24

参考文献 25

1 引言

本课题通过设计L波段射频压控振荡器电路，熟悉射频电子线路的设计原理，学习振荡器的设计原理，初步掌握ADS软件的使用方法。

设计利用电压控制振荡器频率，主振电路采用西勒振荡电路，用电位器构成分压电路，调整变容二极管两端的反向偏压，测得在输出波形没有明显失真的情况下，振荡频率跟随输入反向电压变化的情况。利用ADS软件设计工作在2GHz左右的压控振荡器，频率可调范围100MHz，并利用仿真手段进行验证分析，进行部分相关电路及软件设计。

1.1 选题目的和意义

伴随着科技迅速地发展，在电子对抗、电视传输等领域中对压控振荡器的电调范围要求也越来越高。L波段的VCO适应性强，调谐方法简捷，用于窄带时又可提供高线性度的压控斜率，从而使其在捷变频雷达、频率综合器、锁相环等设备中得到越来越广泛地应用，成为国际上广泛关注的重要领域之一 [1]。论文网

射频压控振荡器是不可或缺的频率产生源，在手机、卫星通信终端、基站、雷达等电子系统中得到广泛应用。电子系统的性能、重量、尺寸和成本等，对电路设计和集成难度的影响几乎是决定性的。在大部分应用程序中不仅需要振荡频率信号，并且要求振荡频率是可调整的，因此VCO应运而生。近年来，学术界对VCO进行了大量研究，取得了重要进展，对VCO理论的理解不断深入，并且在其专业化设计上也取得了很大进步。目前很多厂商都发布了不同频段的VCO集成电路产品，并不断向宽带化、小型化发展，但针对不同应用系统中的特殊要求，现有的通用型VCO产品不一定能够很好的匹配，而且对VCO电路的分析和设计对我们掌握和理解射频电路的原理和应用有很大的帮助。本课题对L波段的射频压控振荡器进行研究，利用EDA软件设计工作在2GHz左右的压控振荡器，频率可调范围100MHz，并利用仿真手段进行验证分析，取得了一定的研究结果。

1.2 国内外研究现状

1.3 设计内容

本课题通过设计L波段射频压控振荡器电路，熟悉射频电子线路的设计原理，学习振荡器的设计原理，初步掌握ADS软件的使用方法。利用ADS软件设计工作在2GHz左右的压控振荡器，频率可调范围100MHz，并利用仿真手段进行验证分析，进行部分相关电路与软件设计。

1.4 整体框图

图1.1 系统整体设计框图

2 压控振荡器

通过调控输入电压以控制振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数，便可形成一个压控振荡器，从而产生调频信号。

压控振荡器主要有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器等类型[6]。压控振荡器的主要技术要求包括频率稳定度好、控制灵敏度高、调频范围宽、频偏与控制电压成线性关系并便于集成等。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[7]。集成化是压控振荡器的重要发展方向，随着深空通信的不断发展，压控振荡器的内部噪声电平将越来越低[8]。文献综述

2.1 压控振荡器原理

VCO输出频率和输入电压控制振荡电路的对应关系，可以用输出角频率与输入控制电压之间的关系曲线来表示(如图2.1)。图2.1中，角频率为零时，称为自由振荡角频率，曲线在0处的斜率称为控制灵敏度。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）；在自动频率控制环路和锁相环中，VCO是环路中的一个受控部件，输入的是误差信号电压[5]。