压控振荡器的设计与仿真概要

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压控振荡器(方案一)

压控振荡器(方案一)

3.15压控振荡器(方案一)一.实验目的1.了解压控振荡器的组成、工作原理。

2.进一步掌握三角波、方波与压控振荡器之间的关系。

3.掌握压控振荡器的基本参数指标及测试方法。

二.设计原理电压控制振荡器简称为压控振荡器,通常由VCO(V oltage Controlled Oscillator)表示。

是一种将电平变换为相应频率的脉冲变换电路,或者说是输出脉冲频率与输入信号电平成比例的电路。

它被广泛地应用在自动控制,自动测量与检测等技术领域。

压控振荡器的控制电压可以有不同的输入方式。

如用直流电压作为控制电压,电路可制成频率调节十分方便的信号源;用正弦电压作为控制电压,电路就成为调频振荡器;而用锯齿电压作为控制电压,电路将成为扫频振荡器。

压控振荡器由控制部分、方波、三角波发生器组成框图如下:反相器 1反相器 2模拟开关方波、三角波发生器三角波方波3-15-11.方波、三角波发生器我们知道,方波的产生有很多种方法,而用运算放大器的非线性应用电路---电压比较器是一种产生方波的最简单的电路之一。

而三角波可以通过方波信号积分得到。

电路如图3-15-2所示:C3-15-2设t=0,Uc=0,Uo 1=+Uz,则Uo=-Uc=0,运放A 1的同相端对地电压为:+'U =212211R R R U R R R U o z +++3-15-1此时,Uo 1通过R 向C 恒流充电,Uc 线性上升,Uo 线性下降,则U+’下降,由于运放反相端接地,因此当U+’下降略小于0时,A 1翻转,Uo1跳变为-Uz 见图3-15-2中t=t 1时的波形。

根据式3-15-1可知,此时Uo 略小于-R 1×U 2/R 2。

在t=t 1时,Uc=-Uo=R 1×U 2/R 2,Uo1=-Uz.运放A 1的同相端对地电压为:212211R R UoR R R UzR U ++++='+此时,电容C 恒流放电,Uc 线性下降,Uo 线性上升,则U+’也上升。

基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计毕业设计

基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计毕业设计
图21总体设计框图本次设计应用集成运放芯片741和电阻电容组成反相积分电路再和若干个电阻构成滞回电压比较器分别给两个电路输入两个参考电压然后由反馈电阻控制二极管的导通和截止在反相积分电路的输入端形成一个矩形波从而来控制电容的充放电的时间以此来控制输出频率的变化从而实现电压控制频率的这一目的涉及的芯片很常见电压和频率之间的关系也稳定整个电路分工明确可操作性高
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Multisim是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于初级的模拟及数字电路板的设计工作,Multisim不仅具有丰富的仿真分析能力,而且还包含了电路原理图的图形输入及电路硬件描述语言的输入方式。有了Multisim软件就相当于有了一个电子实验室,可以非常方便的从事各种电路设计及仿真分析工作。
随着无线通信技术的快速发展,使得市场对压控振荡电路产生了巨大的需求。压控振荡器是通过调节可变电阻或电容可以改变波形的振荡频率,一般是通过人工来调节的。而在自动控制场合往往要求能自动地调节振荡频率。常见的情况是给出一个控制电压,要求输出波形的振荡频率与控制电压成正比。这种电路称为压控振荡器。
本次设计的内容是基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计,阐述了压控振荡器的电路原理以及组成结构。本次设计是采用集成运算放大器741芯片组成的滞回电压比较器和反向积分电路,利用二极管1N4148相当于电子开关的功能,控制电容的充放电时间,构成的压控振荡电路,从而实现输入电压对输出频率变化的控制。只要改变输入端的电压,就可以改变输出端的输出频率。并在电路设计与仿真平台Multisim11仿真环境中创建集成压控振荡器电路模块,进而使用Multisim仿真工具对其进行仿真从而达到设计的目的和要求。
(5)提高打开和保存文件的速度以及移动组件、取消、更改和重新更改的速度。以前在Multisim中打开多个设计时,有时难以识别哪些设计是主动仿真设计,为了克服这种情况,仿真设计指示器出现在主动仿真设计旁边的设计工具栏(Design Toolbox)的层次(Hierarchy)标签内,设计者可以快速识别各种文档的层次关系。

压控制振荡器设计报告

压控制振荡器设计报告

压控制振荡器设计报告一、引言压控制振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,简称VCO)是一种电子振荡器,用于产生具有可调频率的连续波形。

VCO在通信系统、频率合成器、调频调相调幅设备等领域广泛应用。

本报告旨在设计一种基于压控制振荡器的电路,实现频率可调的连续波形输出。

二、设计原理1.振荡器核心部分:振荡器核心部分采用LC谐振电路或RC谐振电路。

当输入的信号幅度和频率满足振荡器稳定条件时,振荡器可以产生连续波形输出。

其中,频率由LC谐振电路的电感和电容值决定,或者由RC谐振电路的电阻和电容值决定。

2.频率调节器:频率调节器通过对振荡器核心电路进行正反馈增益调整,使得振荡器输出的频率可以根据输入的电压进行调节。

常用的频率调节器包括:电阻调节器、电容调节器和电感调节器。

3.输出级:输出级用于放大振荡器核心电路产生的波形,并驱动输出负载。

输出级一般由放大器和输出缓冲电路组成。

三、设计步骤根据以上设计原理,压控制振荡器的设计步骤如下:1.选择振荡器核心电路:根据设计需求选择适合的LC谐振电路或RC谐振电路作为振荡器核心电路。

LC谐振电路适用于高频率振荡器设计,而RC谐振电路适用于低频率振荡器设计。

2.设计频率调节器:根据输入电压和输出频率之间的关系,设计合适的频率调节器。

可以根据实际需求选择电阻调节器、电容调节器或电感调节器。

3.设计输出级:根据输出负载的要求,设计合适的放大器和输出缓冲电路。

输出级应能够实现对振荡器核心电路产生的波形进行放大,并具有足够的驱动能力。

四、实验结果在实际设计中,我们选择了LC谐振电路作为振荡器核心电路,电阻调节器作为频率调节器,放大器和输出缓冲电路作为输出级。

我们通过仿真和实验验证了设计的可调频率的连续波形输出,并测试了输出波形的稳定性和驱动能力。

仿真结果显示,我们设计的压控制振荡器在不同输入电压下可以产生相应频率的连续波形输出,频率调节范围满足设计要求。

压控振荡器原理和设计

压控振荡器原理和设计

实验十五 压控振荡器(方案二)一.实验目的1. 会简单压控振荡器的设计。

2. 掌握压控振荡器的基本原理和调试方法。

二.实验原理压控振荡器,顾名思义,其输出频率随输入电压的改变而变化。

它大致可分为两类,一类是调谐式,另一类是多谐式。

多谐式一般线性好,但输出不是正弦波,只能通过间接方式获得。

振荡频率一般较低。

调谐式多用于发射机中,一般高频电子线性课程会有介绍。

这里介绍两种压控振荡器及其常用电路类型,供大家参考。

1. 由5G8038构成的压控振荡器参考电路见图3-15-1,5G8038内部原理可参考相关参考书,这里不再详述,其振荡频率可由下式确定。

F=0.3/RC 3-15-1式中,44w RR21R +=,一般R w4取ΩK 1,当f=20KHz 时,我们可以先定C ,再求出相应的R ,一般取Ω=K 10~5R 之间。

C=3300pF 时,由式3-15-1可求得Ω=K 54.4R ,则R 4=R-0.5R w4=4K Ω,取标称值Ω=K 3.4R4。

由上式确定的频率为上限频率。

低端频率通过改变8脚电位实现。

我们可以通过研究电压与频率间的关系找到两者的联系。

一般高低端最大差10KHz 。

再来看其它电阻值的确定。

R w1+R 1支路、R w2+R 2支路和R w3+R 3支路,主要是为了取得电压控制信号,一般输入电阻都较大,故支路电流在0.1~0.5mA 间选取。

5G8038电源工作可选单电源工作方式,一般高低电源电压差最小10V ,最大30V ,根据实际情况选择。

R w1以能改变电压范围超过3V 即可。

但不是越大越好,也可通过实验调试取得。

为了保证输出频率的误差较小,可选用多线圈电位器,这里取ΩK 10,变化范围在4V 左右,应R w1在上,R 1在下,否则电路不能正常振荡。

Rw2和Rw3应尽可能大,以便于有较大控制范围使正弦波波形易于调节。

1、8、12控制端一般对地应接抗干扰电容,以防调节电位器时产生的高频噪声引入电路引起故障。

压控振荡器的设计与仿真综述

压控振荡器的设计与仿真综述

目录1 引言 (2)2 振荡器的原理 (5)2.1 振荡器的功能、分类与参数 (5)2.2 起振条件 (9)2.3 压控振荡器的数学模型 (10)3 利用ADS仿真与分析 (11)3.1 偏置电路的的设计 (12)3.2 可变电容VC特性曲线测试 (13)3.3 压控振荡器的设计 (15)3.4 压控振荡器相位噪声分析 (18)3.5 VCO振荡频率线性度分析 (23)4 结论 (24)致谢 (25)参考文献 (25)压控振荡器的设计与仿真Advanced Design System客户端软件设计电子信息工程(非师范类)专业指导教师摘要:ADS可以进行时域电路仿真,频域电路仿真以及数字信号处理仿真设计,并可对设计结果进行成品率分析与优化,大大提高了复杂电路的设计效率。

本论文运用ADS仿真软件对压控振荡器进行仿真设计,设计出满足设计目标的系统,具有良好的输出功率,相位噪声性能及震荡频谱线性度。

本论文从器件选型开始,通过ADS软件仿真完成了有源器件选型,带通滤波器选型,振荡器拓扑结构确定,可变电容VC特性曲线,瞬态仿真及谐波平衡仿真。

实现了准确可行的射频压控振荡器的计算机辅助设计。

关键字:压控振荡器,谐波平衡仿真,ADS1 引言振荡器自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色,具有广泛的用途。

在无线电技术发展的初期,它就在发射机中用来产生高频载波电压,在超外差接收机中用作本机振荡器,成为发射和接收设备的基本部件。

随着电子技术的迅速发展,振荡器的用途也越来越广泛,例如在无线电测量仪器中,它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中,它产生大功率的高频电能对负载加热;某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制;电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。

尤其在通信系统电路中,压控振荡器(VCO)是其关键部件,特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等更是重中之重,可以毫不夸张地说在电子通信技术领域,VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。

《压控振荡器设计》课件

《压控振荡器设计》课件

设计软件与工具
制版软件
用于绘制电路板图,如 AutoCAD、Eagle等。
仿真软件
用于方案设计和电路仿真 ,如Multisim、SPICE等 。
调试工具
用于测试和调试电路,如 示波器、信号发生器等。
文档编写软件
用于整理技术文档,如 Microsoft Office系列软 件等。
03
压控振荡器的性能分析
性关系。
相位噪声测试结果
在100MHz偏移处,相位噪声为90dBc/Hz,表现出良好的性能。
温度稳定性测试结果
在-55℃至85℃的温度范围内,压控 振荡器的频率变化小于±2MHz,表 现出良好的温度稳定性。
06
压控振荡器的应用案例
应用场景一:无线通信系统
总结词
无线通信系统是压控振荡器最广泛的应用领域之一,用于产生和调节信号频率 。
详细描述
在无线通信系统中,压控振荡器作为关键元件,用于生成和调节信号频率。它 可以根据外部电压或控制信号的变化来改变输出信号的频率,从而实现信号的 调制和解调。
应用场景二:雷达系统
总结词
雷达系统利用压控振荡器产生高频电磁波,用于目标探测和 定位。
详细描述
雷达系统通过发射和接收高频电磁波来探测目标并确定其位 置。压控振荡器在雷达系统中作为发射信号的源,其输出信 号的频率和相位可以通过外部控制信号进行调节,以满足不 同探测需求。
优化策略
减小元件误差
选用高精度元件,减小误差对振荡器性能 的影响。
优化电路布局
合理布置元件位置,减小分布参数对振荡 器性能的影响。
调整元件参数
根据测试结果,对元件参数进行适当调整 ,优化振荡器性能。
采用负反馈技术

压控LC电容三点式振荡器设计及仿真资料

压控LC电容三点式振荡器设计及仿真资料

实验二压控LC 电容三点式振荡器设计及仿真一、实验目的1、了解和掌握LC 电容三点式振荡器电路组成和工作原理。

2、了解和掌握压控振荡器电路原理。

3、理解电路元件参数对性能指标的影响。

4、熟悉电路分析软件的使用。

二、实验准备1、学习LC 电容三点式西勒振荡器电路组成和工作原理。

2、学习压控振荡器的工作原理。

3、认真学习附录相关内容,熟悉电路分析软件的基本使用方法。

三、设计要求及主要指标1、采用电容三点式西勒振荡回路,实现振荡器正常起振,平稳振荡。

2、实现电压控制振荡器频率变化。

3、分析静态工作点,振荡回路各参数影响,变容二极管参数。

4、振荡频率范围:50MHz~70MHz,控制电压范围3~10V。

5、三极管选用MPSH10(特征频率最小为650MHz,最大IC 电流50mA,可满足频率范围要求),直流电压源12V,变容二极管选用MV209。

四、设计步骤1、整体电路的设计框图整个设计分三个部分,主体为LC 振荡电路,在此电路基础上添加压控部分,设计中采用变容二极管MV209 来控制振荡器频率,由于负载会对振荡电路的频率产生影响,所以需要添加缓冲器隔离以使振荡电路不受负载影响。

2、LC 振荡器设计首先应选取满足设计要求的放大管,本设计中采用MPSH10 三极管,其特征频率f T=1000MHz。

LC 振荡器的连接方式有很多,但其原理基本一致,本实验中采用电容三点式西勒振荡电路的连接方式,该振荡电路在克拉泼振荡电路的基础上进行了细微的改良,增加了一个与电感L 并联的电容,主要利用其改变频率而不对振荡回路的分压比产生影响的特点。

电路图如下所示:图2-2 LC 电容三点式西勒振荡器图中变容二极管MV209 与电感L 1 并联,构成了西勒振荡电路形式。

R 1\R 2 为静态偏置电阻,C 1\C 2 为反馈分压电容,C 3 即为克拉泼振荡电路中与C 1\C 2 串 联的小电容,L 1\C 1\C 2\C 3 共同构成谐振回路。

压控振荡电路的设计

压控振荡电路的设计

压控振荡电路的设计1.设计原理常见的压控元件包括钽电容器、硅压控振荡器(VCXO)、锁相环(PLL)和表面声波器件等。

本文主要介绍基于VCXO的压控振荡电路设计。

2.关键部件(1)压控振荡器(VCXO):VCXO是压控振荡电路的核心部件,其工作原理基于石英晶体的压电效应。

当施加电压时,晶体的弹性常数发生变化,从而改变共振频率。

(2)控制电路:控制电路用于产生一个电压信号,以控制VCXO的频率。

控制电路可以使用电位器、电流源等元件,通过改变电压或电流的大小来控制振荡器的频率。

3.设计过程(1)确定设计参数:首先要确定所需的振荡频率范围和精度,以及控制电压的范围。

这些参数将决定VCXO的选择和其他电路元件的选取。

(2)选择VCXO:根据设计参数,选择合适的VCXO,包括共振频率范围、稳定性、工作电压等。

(3)设计控制电路:根据所选VCXO的控制电压范围和控制方法,设计相应的控制电路。

电控振荡电路常用的控制电路包括放大器、反相器等。

(4)仿真和调试:使用电路仿真软件对整个电路进行仿真,检查振荡频率和控制电压的响应曲线是否满足设计要求。

如果不满足,需要对电路进行调试和优化。

(5)布板和制作:根据电路设计图进行布板设计,然后制作PCB板。

同时,根据实际情况进行元件选取和布局。

(6)调试和测试:完成PCB制作后,对电路进行调试和测试。

检查振荡频率和控制电压是否与仿真结果一致,并进行必要的参数调整。

(7)优化和改进:根据测试结果,对电路进行优化和改进,以提高振荡频率的稳定性和控制精度。

综上所述,设计压控振荡电路需要考虑电路参数、选择合适的VCXO、设计控制电路、进行仿真和调试、布板和制作、调试和测试,以及优化和改进。

在实际设计中,还需要考虑电路的稳定性、噪声干扰等因素,并结合具体应用场景进行综合考虑和处理。

设计一个稳定和可靠的压控振荡电路需要充分的理论知识和实践经验,并进行反复测试和修改,确保其性能符合设计要求。

基于cmos工艺的压控振荡器设计与实现

基于cmos工艺的压控振荡器设计与实现

基于CMOS工艺的压控振荡器(VCO)设计与实现涉及多个关键步骤。

以下是一种基本的实现方法:1. **确定规格和性能参数**:首先,要明确VCO的应用场景和性能参数要求,例如工作频率范围、调谐范围、相位噪声等。

这些参数将影响电路的具体设计。

2. **选择合适的工艺和器件模型**:CMOS工艺有多种类型,如NMOS、PMOS、CMOS等,每种工艺都有其特点和适用范围。

同时,需要选择合适的器件模型,以实现所需的电路性能。

3. **设计电路结构**:基于确定的规格和性能参数,开始设计VCO 的电路结构。

一种常见的VCO结构是LC振荡器,它由一个电感和一个电容组成,通过交叉耦合晶体管实现电压控制振荡。

4. **仿真与优化**:使用电路仿真工具对设计进行仿真,验证电路性能是否满足要求。

根据仿真结果,对电路设计进行优化,以改善性能参数。

5. **版图绘制与制作**:将优化后的电路设计转换为物理版图。

这一步需要使用专业的版图绘制工具,确保电路元件的尺寸、布局和布线满足工艺要求。

6. **芯片制造与测试**:将版图交付给半导体制造工厂进行生产,得到实际的芯片。

在制造过程中,需要进行质量控制和可靠性测试,以确保生产的芯片符合设计要求。

7. **测试与验证**:将制造好的芯片安装到电路板上,与外部测试设备连接,对VCO进行实际测试。

测试内容包括工作频率、调谐范围、相位噪声等,以确保其性能满足规格要求。

8. **反馈与改进**:根据测试结果,对设计进行反馈和改进,调整电路参数或优化工艺流程,以提高VCO的性能和可靠性。

基于CMOS工艺的压控振荡器设计与实现是一个迭代的过程,需要不断调整和优化设计以满足实际应用需求。

同时,还要关注制造过程中的质量控制和可靠性问题,以确保生产的芯片能够可靠地工作。

压控振荡器设计

压控振荡器设计

ADS使用小结
以上详细介绍了用ADS设计微波振荡器的过程,
在设计过程中的一个最大的体会是ADS软件本身 功能强大,但是学习入门比较困难,而且用ADS 设计振荡器的资料很少,实际设计时会遇到各种 各样的问题,多看Help是最好的解决方法。帮助 里面的查找功能是非常强大的,基本上在ADS上 遇到的问题都可以从帮助里面找到答案,另外 ADS器件库的搜索速度虽然比较慢,但还是很好 用的,如果有什么器件一时找不到,建议使用器 件库来搜索。
从波形可以看到,振荡器已经很稳定地振
荡起来了,并且有一定的振荡时间,从抽 出两点m3,m4的数据可以看出,该振荡波 形是相当稳定的,幅度差可以不必考虑, 频谱纯度也较高,对m3和m4这段时域进行 fs变换,可以看到振荡器振荡频率的频谱, 从m5标记的数值可以看出,该振荡器的振 荡频率为1.850GHz,与设计的指标1.8GHz 有差距,需要进行调整。
按NAME钮出现对话框后,可以输入你需要的名
字并在你需要的电路图上面点一下,就会自动给 电路节点定义名字,如下图中的“Vcb”,“Veb” 节点。

采用双电源供电的方法,
设置两个GOAL 来进行两 个偏置电阻的优化,考虑 到振荡器中三极管的工作 状态最好是远离饱和区, 还要满足三极管1.8GHz时 的最佳噪音特性,所以直 流偏置优化的目标是 Ic=10mA,Vcb=5.3V, 如右图所示。
压控振荡器的设计
(一)实验目的
了解压控振荡器的原理和设计方法 学习使用ADS软件进行VCO的设计,优化
和仿真。
(二)实验内容
了解振荡器的主要技术指标 使用ADS软件设计一个VCO,并对其参数
进行优化、仿真。 观察不同的参数对VCO工作的影响

压控振荡器原理和设计

压控振荡器原理和设计

压控振荡器原理和设计压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,简称VCO)是一种电子器件,能够根据输入的电压信号调整其输出频率。

它在无线通信、合成音频、信号调制等领域得到广泛应用。

本文将详细介绍压控振荡器的工作原理和设计。

一、压控振荡器的工作原理1.振荡器核心振荡器核心是一个反馈电路,由放大器和频率选择网络(通常是一个电感和电容的串联)组成。

放大器负责放大输入信号,而频率选择网络决定了输出信号的频率。

2.电源电源为振荡器提供所需的直流电压和电流。

通常,压控振荡器需要稳定的电源以确保输出信号的稳定性。

3.控制电压输入端这是压控振荡器的关键部分,它接收控制电压并调整输出频率。

输入电压可以是直流电压或交流电压,它的变化会直接影响输出频率。

当控制电压增加时,振荡器核心的频率选择网络的传输函数会发生变化,导致输出频率增加。

相反,当控制电压减小时,输出频率会减小。

二、压控振荡器的设计要点设计一个稳定、可靠的压控振荡器需要考虑以下几个要点。

1.振荡器稳定性稳定性是压控振荡器设计的核心问题。

为了保持输出信号的稳定性,需要注意以下几点:选择合适的工作电压和电流范围,使用高稳定性的电源,设计低噪声、低失真的反馈网络,减小环路增益等。

2.频率范围和调谐范围设计中需要考虑所需的频率范围和调谐范围。

频率范围是指压控振荡器能够达到的最高和最低频率,而调谐范围是指控制电压变化所能够调节的频率范围。

调谐范围通常受到频率选择网络的影响。

3.相位噪声和频率稳定性相位噪声和频率稳定性是压控振荡器设计中重要的参数。

相位噪声描述了输出信号相位的随机扰动,频率稳定性描述了输出频率的变化程度。

为了降低相位噪声和提高频率稳定性,可以采用合适的控制电压范围、优化反馈网络和选择高稳定性的元件。

4.控制电压灵敏度控制电压灵敏度是指输出频率对控制电压变化的响应程度。

要获得较高的灵敏度,可以通过调整电源电压或改变反馈网络参数。

ADS设计压控振荡器VCO

ADS设计压控振荡器VCO

ADS设计压控振荡器VCO引言:在无线通信系统和射频电路中,压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)是一个关键的组件,常用来产生射频信号的频率。

在过去,VCO的设计主要采用传统的手工设计方法,这种方法存在效率低、耗时长、成本高等问题。

随着计算机软件的发展,先进设计软件(Advanced Design System, ADS)的使用,可以极大地提高VCO的设计过程的效率和精确度。

本文将使用ADS来设计一个压控振荡器,并介绍设计的步骤与方法。

1.设计规格:在进行VCO的设计之前,需要明确设计所需的规格和要求。

规格包括振荡频率范围、输出功率、频率调谐范围、相位噪声等。

以一个短波FM 调频收音机的压控振荡器为例,规格如下:-振荡频率范围:88MHz至108MHz-输出功率:10dBm-频率调谐范围:±30kHz2.基本设计步骤:a.选择合适的振荡电路拓扑在设计VCO时,需要选择适合应用的振荡电路拓扑。

常见的振荡电路拓扑包括Colpitts振荡器、Hartley振荡器、Clapp振荡器等。

选择适合的振荡电路拓扑可以满足设计规格并降低设计复杂度。

b.选择合适的振荡器元件和参数根据规格要求,选择合适的元件,如电容、电感和晶体管等。

同时,确定振荡器的参数,如电感值、电容值、稳压电源等。

这些参数的选择与规格要求和电路拓扑有关。

c.设计反馈网络振荡器的稳定性要求设计一个合适的反馈网络。

反馈网络可以提供适当的相移和放大来使振荡器产生振荡。

反馈电容和电感的选择要根据设计规格和稳定性要求进行。

d.电压控制和频率调谐电路设计VCO的特点是其输出频率可以通过调整输入电压来实现调谐。

设计电压控制和频率调谐电路,以实现规定的频率调谐范围和线性度。

3.ADS模拟仿真设计将以上设计步骤导入ADS软件中进行模拟仿真设计。

ADS提供了丰富的电路设计小工具和分析工具,可以进行电路拓扑优化、参数调整、稳定性分析、相位噪声分析等多种分析。

压控振荡器实验报告

压控振荡器实验报告

一、实验目的1. 理解压控振荡器(VCO)的基本原理和工作机制。

2. 掌握VCO的电路设计方法,包括选频网络、放大电路和反馈网络的设计。

3. 通过实验验证VCO的频率控制特性,分析其性能指标。

4. 熟悉Multisim仿真软件在电子电路设计中的应用。

二、实验原理压控振荡器是一种能够通过改变控制电压来调节振荡频率的电子电路。

它主要由放大电路、选频网络和反馈网络组成。

其中,放大电路负责将输入信号放大到足够的幅度,选频网络负责选择所需的振荡频率,反馈网络则将放大后的信号部分反馈到放大电路的输入端,以维持振荡。

三、实验仪器与材料1. Multisim仿真软件2. 实验电路板3. 万用表4. 信号发生器5. 示波器四、实验内容1. 电路设计:- 使用Multisim软件设计一个VCO电路,包括放大电路、选频网络和反馈网络。

- 放大电路选用运算放大器,选频网络采用LC振荡电路,反馈网络采用电容分压器。

2. 仿真实验:- 在Multisim中搭建VCO电路,并进行仿真实验。

- 调整电路参数,观察VCO的频率控制特性,分析其性能指标。

3. 实际实验:- 将VCO电路搭建在实验板上,进行实际实验。

- 使用信号发生器产生控制电压,观察VCO的频率变化。

- 使用示波器观察VCO的输出波形,分析其稳定性和失真情况。

五、实验结果与分析1. 仿真结果:- 通过仿真实验,验证了VCO电路的频率控制特性。

- 当控制电压变化时,VCO的振荡频率也随之变化,满足设计要求。

- 分析仿真结果,发现VCO的频率稳定性较好,但存在一定的失真。

2. 实际实验结果:- 实际实验中,VCO的频率变化与仿真结果基本一致。

- VCO的输出波形稳定,但存在一定的失真。

- 分析失真原因,可能是由于电路元件的非理想特性或实验过程中存在干扰。

六、实验结论1. 通过本次实验,掌握了压控振荡器的基本原理和电路设计方法。

2. 了解了VCO的频率控制特性,并分析了其性能指标。

压控振荡器VCO的设计

压控振荡器VCO的设计

实验一:压控振荡器VCO的设计实验目的:1、了解压控振荡器VCO的原理和设计方法2、学习使用ADS软件进行VCO的设计,优化和仿真。

实验内容:1、了解振荡器的主要技术指标。

2、使用ADS软件设计一个VCO,并对其参数进行优化、仿真。

3、观察不同的参数对VCO工作的影响。

实验步骤:一、偏置电路的设计1、建立工程文件Oscillator,命名为yakong。

建立一个原理图窗口,命名为pz。

2、在原理图窗口打开Component library,选择采用HP 公司生产的AT41411 硅双极管[12],在probe components 中选择L_Probe,在Sources-Time Domain中选择V_DC,在lumped components中选择R。

3、设置两个GOAL和一个OPTIM以及一个DC。

4、连好电路图1如下图所示,设置电路节点,设置好电路元件参数(如下),然后进行仿真,结果如下:由此得出后面原理图所用数据R1=385.406,R2=620.792图1二、可变电容VC特性曲线测试1、新建一个电路原理图窗口,命名为kbdr。

2、设置一个Term,一个S-PARAMETE,一个PARAMETER SWEEP,一个V AR,在Component library选择型号为MV1404的变容管。

3、修改电源的属性,修改S参数的属性,修改PARAMETER SWEEP的属性,设置V AR中的参数。

4、连好电路图(如下图2所示),然后仿真,在Date Display中按要求设置输出方式,结果如下图2所示。

图2三、瞬态仿真电路图1、在新原理图窗口,命名为stfz。

2、调出元器件连接电路图如下图3所示,设置Transient Simulation 仿真器仿真从0 到30nsec ,max tim estep=0.01nsec,其他元器件参数如下图,设置一个Transient ,添加V out节点。

3、然后仿真优化,由于VCO的振荡频率由变容二极管所在的谐振网络的谐振频率决定,经计算得到当变容二极管的电容为8.25pF时,谐振频率为1.8GHz,查看图2由VC曲线可以看到实验设计对应的二极管直流偏置电压大概3.5-4.0V之间,这里我们取Vdc=3.65V,如下图3所示。

宽频带低功耗CMOS压控振荡器设计

宽频带低功耗CMOS压控振荡器设计

宽频带低功耗CMOS压控振荡器设计振荡器是现代电子设备中常见的重要电路,它可以产生稳定的频率信号。

在无线通信、射频识别、雷达等领域中,频率的稳定性对于系统性能至关重要。

因此,设计一种宽频带低功耗的压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,简称VCO)成为了电路设计工程师的一项重要任务。

本文将介绍一种基于CMOS技术的宽频带低功耗VCO设计方案。

该设计方案采用了CMOS技术的优势,如低功耗、低成本和集成度高等特点。

首先,我们选择了一种适合宽频带设计的VCO拓扑结构。

该结构采用了MOS电容和MOS电感,在频率范围内具有较好的线性度和稳定度。

同时,为了减小功耗,我们采用了低功耗的CMOS电路设计,如采用细长型晶体管和适当的偏置电流。

其次,对于压控振荡器的频率调节特性,我们采用了电压控制的方式。

通过调整输入的电压信号,可以改变振荡器的频率输出。

为了实现宽频带的设计,我们采用了双电容调谐结构。

通过调节两个电容的大小,可以实现较大范围的频率调节。

为了进一步降低功耗,我们采用了一种自适应的电源调节电路。

该电路可以根据输入信号的强弱自动调节电源电压,以保持振荡器的稳定性。

此外,我们还采用了一种自动校准电路,可以根据环境温度和工作条件自动调整振荡器的参数,以提供更好的性能。

最后,我们通过仿真和实验验证了设计方案的可行性和性能。

仿真结果表明,该压控振荡器在宽频带范围内具有较好的线性度和稳定度。

实验结果也证明了设计方案的可行性和低功耗特性。

综上所述,本文介绍了一种基于CMOS技术的宽频带低功耗VCO设计方案。

该方案通过采用适合宽频带设计的VCO拓扑结构、电压控制的频率调节方式、自适应电源调节和自动校准等技术手段,实现了低功耗和宽频带的设计要求。

这一设计方案在现代电子设备中具有广泛的应用前景。

微带压控振荡器设计与仿真

微带压控振荡器设计与仿真

微带压控振荡器设计与仿真微带VCO的基本结构由振荡电路和控制电路两部分组成。

振荡电路采用谐振回路作为频率决定元件,其中包含集总电感和分布电容。

而控制电路则用来调节振荡电路的谐振频率,控制电路的输入为电压信号。

通过调节输入的电压信号,可以实现对VCO输出频率的控制。

以下是一种传统的微带VCO的设计与仿真:首先,在设计VCO之前,需要确定设计所需的频率范围。

假设需要设计一个频率范围为1GHz到2GHz的微带VCO。

其次,根据设计频率范围,选择合适的振荡电路结构。

常用的微带VCO结构有RLC型、谐振型和反馈型等。

其中,RLC型VCO结构相对简单,适合低频振荡;谐振型VCO结构适用于高频振荡;反馈型VCO结构具有较广的频率范围。

根据设计频率范围和应用场景的需求,选择合适的VCO结构。

接着,进行VCO的振荡电路设计。

根据所选VCO结构,确定振荡电路中的谐振元件和调谐元件的参数。

常见的谐振元件包括集总电感和分布电容,调谐元件一般使用二极管或变容二极管。

根据设计需求和所选元件的特性参数,计算谐振元件和调谐元件的参数数值。

设计过程中需要注意谐振元件和调谐元件的选择和布局,以及回路的稳定性。

然后,设计VCO的控制电路。

控制电路的设计一般包括反馈环结构和控制电路的输入、输出。

通过反馈环结构,将VCO的输出信号作为反馈信号输入到控制电路中,与输入信号相比较,调整输出频率。

控制电路的输入一般为电压信号,可以通过外接的电压源或可编程电流源来实现。

控制电路的输出用来调整谐振元件或调谐元件的参数。

最后,进行VCO的仿真。

利用电磁仿真软件(如ADS、CST等)对VCO的振荡电路进行仿真,检查其性能指标是否满足设计需求。

常见的性能指标包括频率范围、相位噪声、功耗等。

综上所述,微带VCO的设计与仿真是一个相对复杂的过程,需要充分考虑设计需求、元件选择、回路布局、控制电路设计以及仿真验证等因素。

只有经过仔细的设计和仿真,才能确保微带VCO的性能指标满足实际应用需求。

压控振荡器的设计与仿真

压控振荡器的设计与仿真

压控振荡器的设计与仿真压控振荡器的基本原理是利用正反馈放大电路的特性,在一定的条件下生成连续的输出信号。

其基本组成包括振荡回路和控制电路两部分。

振荡回路是指由晶体管、电容和电感组成的谐振回路,它负责在特定频率下产生正弦波信号。

控制电路则是通过调节输入的直流电压来改变振荡回路的共振频率,从而实现频率调节的功能。

1.确定振荡器的应用频率范围:根据具体的应用需求,确定压控振荡器的工作频率范围。

这将决定振荡回路中电容和电感的选取范围。

2.选择合适的振荡器类型:根据工作频率的要求,选择合适的振荡器类型。

常见的振荡器类型包括晶体振荡器、LC振荡器和微带振荡器等。

不同类型的振荡器有各自的特点和适用范围。

3.设计振荡回路:根据选择的振荡器类型和工作频率,设计振荡回路。

根据谐振回路的特性,选择合适的电容和电感数值,并进行连接。

还需要考虑振荡回路的阻抗匹配问题,以提高输出功率和频率稳定性。

4.设计控制电路:根据实际需求,设计控制输入的直流电压范围和调节灵敏度。

可以根据具体应用选择电阻、电容和二极管等元件,实现控制电路的功能。

5.进行仿真分析:使用电子设计自动化软件,如ADS、CST等,进行压控振荡器的仿真分析。

可以通过改变输入电压和参数数值,观察输出信号的频率和幅度变化,以验证设计的正确性和性能指标。

通过上述步骤,可以完成压控振荡器的设计和仿真。

在实际应用中,还需要考虑诸如温度变化、供电电压波动等因素对振荡器性能的影响,并进行相应的优化和调整。

同时,还需要进行布线和元器件选取等工作,最终完成硬件电路的搭建和调试。

最后,需要指出的是,压控振荡器的设计与仿真是一个复杂的过程,需要具备相关的电子电路设计和仿真分析的知识。

同时,由于不同应用领域对振荡器性能的要求各异,设计过程中还需要详细考虑实际需求和性能指标。

因此,建议在设计前进行充分的调研和学习,以确保设计的可行性和有效性。

压控振荡器(VCO)设计

压控振荡器(VCO)设计

压控振荡器(VCO)设计1、基本要求:z振荡频率30~50MHz;z频率可以连续调整;z用三极管和变容管二极管实现,而不能使用集成芯片;z写出原理分析、设计报告及调试记录2、扩展要求:z采用其他类型的设计电路,设计方法z扩大频率调节的范围z提高频率的稳定度一、振荡电路基础振荡电路是在放大器的输入即使不加信号是,放大器也处于持续输出一定频率和振幅信号的状态。

1、正反溃增益为A 的放大器输入Vout1)、起振的条件对于电路增益1A G A β=−,要求1A β=;反馈信号与输入信号同相位2、选频网络增益为A的放大器输入Vout振荡器的振荡频率由选频网络确定。

3、选频网络正弦波振荡器按选频网络的不同一般可以分为三类:z RC振荡器:振荡频率一般小于1MHz,Q值较小z LC振荡器:振荡频率一般大于MHz, Q值较大z石英晶体振荡器:振荡频率精确,Q值最大且频率稳定性较好,但频率可调范围小,几乎不可调。

综上所述,我们选择使用LC振荡器,来实现该振荡电路的设计。

4、LC振荡电路LC振荡电路一般有三种形式:变压器反馈式、电容三点式和电感三点式。

三点式振荡器是指LC回落的3个端点与晶体管的3个电极分别连接而组成的一种振荡器。

电容三点式振荡器:又称Colpitts振荡器。

其优点是电容对高次谐波呈现较小的阻抗,反馈信号中高次谐波分量小,故振荡输出波形好。

考毕兹电路缺点是通过改变电容来调节振荡频率的时候,同时会改变正反馈量的大小,因而会使输出信号的幅度发生变化,甚至会使振荡器停振。

所以电容三点式振荡的电路频率调节不方便,适用于频率调节范围不大的场合。

电感三点式振荡器:又称Hartley 振荡器。

优点是容易起振,改变谐振回路的电容可以方便的调节振荡频率。

哈脱莱电路缺点是:由于反馈信号取自电感两端,而电感对高次谐波呈现高阻抗,故不能抑制高次谐波的反馈,因此振荡器输出信号的高次谐波成分较大,信号波形较差。

改进型的电容三点式振荡器:又称克拉泼振荡器。

压控振荡器的设计与仿真概要

压控振荡器的设计与仿真概要

压控振荡器的设计与仿真概要VCO的基本原理是利用电压控制二极管(Varactor diode)的电容变化来调整LC振荡器的共振频率。

输入电压的变化会改变二极管的电容值,从而改变振荡电路的共振频率。

因此,通过控制输入电压的变化,可以实现VCO的频率调谐。

VCO的设计与仿真分为以下几个步骤:1.确定设计需求:首先需要明确VCO的频率范围、中心频率和调谐范围等设计需求。

这些参数将对VCO的电路拓扑和元器件选择产生重要影响。

2. 选择振荡器拓扑:常见的VCO拓扑有Colpitts振荡器、Hartley振荡器和Clapp振荡器等。

每种拓扑都有不同的特点和适用场景。

选择合适的振荡器拓扑对于VCO的性能和稳定性至关重要。

3.选择元器件:根据设计需求选择合适的电容、电感、二极管等元器件。

在选择二极管时需要注意其电容变化与输入电压的关系。

一般来说,电容变化越大,VCO的调谐范围就越大。

4.设计反馈电路:VCO的稳定性和相位噪声与反馈电路的设计密切相关。

通常,将反馈网络设置为带通滤波器,可以提供额外的衰减和抑制杂散分量。

5.进行仿真:利用电路设计软件(例如SPICE或ADS等)对VCO电路进行仿真。

仿真可以验证设计的正确性,包括振荡频率范围、调谐范围、稳定性和相位噪声等参数。

6.优化设计:根据仿真结果,对设计进行优化。

例如,可以调整电路参数、选择不同的元器件或改变拓扑结构等。

通过多次优化,可以得到满足设计需求的VCO电路。

7.PCB设计与制造:将优化后的电路设计转化为PCB布局,并进行制造。

PCB的布局和走线对于VCO的性能和稳定性也有很大影响,需要注意减少电容和电感的串扰和互感。

8.实际测试与调试:制造完成后,对VCO进行实际测试和调试。

通过测量频率、相位噪声和调谐特性等参数,可以验证设计的准确性和性能表现。

总结起来,VCO的设计与仿真过程包括确定设计需求、选择拓扑和元器件、设计反馈电路、进行仿真、优化设计、进行PCB设计与制造以及实际测试与调试等步骤。

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目录1 引言 (2)2 振荡器的原理 (5)2.1 振荡器的功能、分类与参数 (5)2.2 起振条件 (9)2.3 压控振荡器的数学模型 (10)3 利用ADS仿真与分析 (11)3.1 偏置电路的的设计 (12)3.2 可变电容VC特性曲线测试 (13)3.3 压控振荡器的设计 (15)3.4 压控振荡器相位噪声分析 (18)3.5 VCO振荡频率线性度分析 (23)4 结论 (24)致谢 (25)参考文献 (25)压控振荡器的设计与仿真Advanced Design System客户端软件设计电子信息工程(非师范类)专业指导教师摘要:ADS可以进行时域电路仿真,频域电路仿真以及数字信号处理仿真设计,并可对设计结果进行成品率分析与优化,大大提高了复杂电路的设计效率。

本论文运用ADS仿真软件对压控振荡器进行仿真设计,设计出满足设计目标的系统,具有良好的输出功率,相位噪声性能及震荡频谱线性度。

本论文从器件选型开始,通过ADS软件仿真完成了有源器件选型,带通滤波器选型,振荡器拓扑结构确定,可变电容VC特性曲线,瞬态仿真及谐波平衡仿真。

实现了准确可行的射频压控振荡器的计算机辅助设计。

关键字:压控振荡器,谐波平衡仿真,ADS1 引言振荡器自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色,具有广泛的用途。

在无线电技术发展的初期,它就在发射机中用来产生高频载波电压,在超外差接收机中用作本机振荡器,成为发射和接收设备的基本部件。

随着电子技术的迅速发展,振荡器的用途也越来越广泛,例如在无线电测量仪器中,它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中,它产生大功率的高频电能对负载加热;某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制;电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。

尤其在通信系统电路中,压控振荡器(VCO)是其关键部件,特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等更是重中之重,可以毫不夸张地说在电子通信技术领域,VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。

人们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,无论是体积上还是制作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,由于工艺条件的限制,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 VCO设计成为近年来RF电路设计的热门课题。

射频电路需要在特定的载波频率点上建立稳定的谐波振荡,以便为调制和混频创造必要的条件,压控振荡器(VCO)作为收发系统常见的器件,它的性能指标主要包括:频率调谐范围,输出功率,(长期及短期)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VCO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Q值越小,谐振器的Q值与振荡器的相位噪声有关,Q值越小,相位噪声性能越差。

振荡器的频率稳定度包括长期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。

长期相位稳定度和短期幅度稳定度在振荡器中通常不考虑;长期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限制因素。

在数字通信系统中,载波信号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VCO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。

现在,国内外许多厂家都已生产出针对不同应用的VCO。

表1是具有代表性的国内十三所和Agilent公司生产的部分压控振荡器产品的部分指标:表1 VCO性能指标上述产品中,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,制作此类封装需专门设备,制作工艺复杂,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Q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VCO慢。

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),也是我国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。

因此,我国在电子通信领域市场潜力非常大,自主研究高性能、高质量、低成本的压控振荡器市场前景广阔、意义巨大。

本论文使用ADS软件从器件选型到电路进行仿真,详细阐述了压控振荡器的设计步骤,对S波段1.8GHz下频率综合器对电感电容压控振荡器的要求,实现AT41411单片集成压控振荡器的设计与仿真,设计的具体指标是频率范围为1700~1900MHz,控制电压0~5V,供电电压12V。

2 振荡器的原理2.1 振荡器的功能、分类与参数振荡器是一种不需要外加输入信号就能够自激输出交变信号的电子装置,振荡器实际上是起一个能量转换的作用,它将直流能量转换成具有一定频率,一定幅度和一定波形的交流能量[1]。

凡是可以完成这一目的的装置都可以是振荡器.但是用电子管、晶体管等器件与L、C、R等元件组成的振荡器则完全取代了以往所有能产生震荡的方法,因为它有如下优点:(1)它将直流电能转变为交流电能,而本身静止不动,不需要做机械转动活移动。

如果用高频交流发电机,则其旋转速度必须很高,最高频率也只能到达50KHz。

(2)它产生的是“等幅振荡”,而火花发射机等产生的是“阻尼振荡”。

(3)使用方便,灵活性很大,它的功率可以自毫瓦级至几百千瓦,工作频率可以自极低频率至微波波段。

按照振荡器按工作原理,可以分为反馈振荡器和负阻振荡器。

按元器件主要分为RC振荡器,LC振荡器和晶体振荡器1.RC振荡器采用RC网络作为选频移相网络的振荡器统称为RC正弦振荡器,属音频振荡器。

2.LC振荡器采用LC振荡回路作为移相和选频网络的正反馈振荡器称为LC振荡器。

3晶体振荡器中石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器,被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。

石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。

其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

国际电工委员会(IEC)将石英晶体振荡器分为4类:普通晶体振荡(SPXO),电压控制式晶体振荡器(VCXO),温度补偿式晶体振荡(TCXO),恒温控制式晶体振荡(OCXO)。

目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡(DCXO)微机补偿晶体振荡器(MCXO)等等。

晶体振荡器的应用有:1.通用晶体振荡器,用于各种电路中,产生振荡频率。

2.时钟脉冲用石英晶体谐振器,与其它元件配合产生标准脉冲信号,广泛用于数字电路中。

3.微处理器用石英晶体谐振器。

4.CTVVTR用石英晶体谐振器。

5.钟表用石英晶体振荡器。

晶体振荡器的技术指标1.总频差:在规定的时间内,由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大频差。

总频差包括频率温度稳定度、频率温度准确度、频率老化率、频率电源电压稳定度和频率负载稳定度共同造成的最大频差。

一般只在对短期频率稳定度关心,而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。

例如:精密制导雷达。

2. 频率温度稳定度:在标称电源和负载下,工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。

fT=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)fTref =±MAX[|(fmax-fref)/fref|,|(fmin-fref)/fref|]fT:频率温度稳定度(不带隐含基准温度)fTref:频率温度稳定度(带隐含基准温度)fmax :规定温度范围内测得的最高频率fmin:规定温度范围内测得的最低频率fref:规定基准温度测得的频率说明:采用fTref指标的晶体振荡器其生产难度要高于采用fT指标的晶体振荡器,故fTref指标的晶体振荡器售价较高。

3. 频率稳定预热时间:以晶体振荡器稳定输出频率为基准,从加电到输出频率小于规定频率允差所需要的时间。

在多数应用中,晶体振荡器是长期加电的,然而在某些应用中晶体振荡器需频繁的开机和关机,这时频率稳定预热时间指标需要被考虑到(尤其是对于在苛刻环境中使用的军用通讯电台,当要求频率温度稳定度≤±0.3ppm(-45℃~85℃),采用OCXO作为本振,频率稳定预热时间将不少于5分钟,而采用DTCXO只需要十几秒钟)。

4. 频率老化率:在恒定的环境条件下测量振荡器频率时,振荡器频率和时间之间的关系。

这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的缓慢变化造成的,可用规定时限后的最大变化率(如±10ppb/天,加电72小时后),或规定的时限内最大的总频率变化(如:±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年))来表示。

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