基于此原因,本設(shè)計(jì)采用倍頻方法來(lái)實(shí)現(xiàn)1.969和2.1841MHz之間的RF VCO。RF VCO結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）的基頻工作在0.9845～1.092GHz,
是輸出頻率的一半。此信號(hào)鎖送到乘法器/緩沖器晶體管,其輸出電路調(diào)諧到二次諧波1.969～2.184GHz。
頻率加倍的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是它固有的高度負(fù)載隔離,這降低了VCO緩沖放大器的復(fù)雜性。然而,輸出頻譜中的基頻分量的存在要在乘法器輸出端有某某種濾波電路,以防止PLL計(jì)數(shù)器出錯(cuò)。
基本的RF VCO設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的Colpitts電路方法。同樣,IF VCO也是采用分離的Colpitts VCO和緩沖晶體管的傳統(tǒng)設(shè)計(jì),這兩個(gè)電路都工作在相同的頻率范圍（0.726～0.770GHz）。
Colpitts VCO電路
基本Colpitts VCO的工作原理示于圖3a和3b。圖3a是基本Colpitts VCO的配置,圖3b是Colpitts VCO共發(fā)射極（帶并聯(lián)反饋）配置。圖3b中晶體管結(jié)電容和管殼電容CEB、CCB和CCE與晶體管寄生參數(shù)分開(kāi)表示,以表明它們對(duì)VCO振蕩電路的直接影響。
在實(shí)際的低噪聲VCO電路中,電容器CVAR具有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。它包含用來(lái)設(shè)置振蕩頻率和調(diào)諧靈敏度的串聯(lián)和并聯(lián)連接的分立電容。
并聯(lián)諧振器是由諧振器電感LRES和變?nèi)莨茈娙軨VAR并聯(lián)構(gòu)成。在Colpitts VCO中,并聯(lián)諧振器的一個(gè)基本特性是在振蕩頻率處呈現(xiàn)感抗。這意味著并聯(lián)諧振器的頻率總是高于振蕩頻率。
在并聯(lián)諧振器支路中,其反饋回路中的阻抗很高,其作用如同帶阻濾波器。因此,振蕩頻率越接近并聯(lián)諧振頻率,則在反饋通路所引起的損耗就越大。然而,由于在并聯(lián)諧振器接近諧振頻率時(shí)存儲(chǔ)更多的電抗能量,故可達(dá)到較高的有載Q值（QL）。顯然,低損耗諧振器,如晶體或電介質(zhì)諧振器,與微帶或基于分立電感器諧振器相比,在構(gòu)成并聯(lián)諧振時(shí)具有更接近和更低損耗的振蕩。
用CSER電容值可以有效地使并聯(lián)諧振接近于振蕩頻率。實(shí)際上,若CSER電容降低,則并聯(lián)諧振器將具有較高的電感以補(bǔ)償所增加的容抗。這意味著振蕩頻率將更靠近并聯(lián)諧振,其結(jié)果是獲得較高的QL和較高的反饋損耗。
振蕩回路的QL和損耗狀態(tài)之間關(guān)系可由Lesson方程確定：
式中F是放大器大信號(hào)噪聲指數(shù),P是環(huán)路或反饋功率（在晶體管輸入端測(cè)得）,QL是有載Q值。這三個(gè)參量對(duì)于實(shí)際低噪聲RF VCO的相位噪聲是至關(guān)重要的。在設(shè)計(jì)低噪聲VCO時(shí),我們需要確定最小F以及最大P和QL的條件。
上述討論表明,環(huán)路功率和QL是相互對(duì)立的參量。這就是說(shuō),增加QL將導(dǎo)致反饋通路中有更大的環(huán)路功率損耗,因而會(huì)降低環(huán)路功率。最佳噪聲指數(shù)條件也與最大環(huán)路功率相矛盾,而且很大程度上依賴于具體所用的晶體管。
通常用高增益晶體管（它的最大增益符合大信號(hào)下的最小噪聲）可達(dá)到最好的噪聲性能。由于現(xiàn)時(shí)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用晶體管沒(méi)有這樣的性能指標(biāo),所以只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇器件。
RF VCO設(shè)計(jì)
RF VCO電路圖示于圖4。電路供電電源是3V。Icc電流接近20mA。RF輸出信號(hào)從VCO經(jīng)電容器（13（1pF）耦合輸出。
IF VCO設(shè)計(jì)
IV VCO電路圖示于圖5。此電路的電源也是3V。Icc電流接近9mA。IF輸出信號(hào)從VCO經(jīng)電容器C11（3pF）耦合輸出。
66821730(技術(shù)支持)
