用负阻原理设计高稳定度VCO

电源技术论文用负阻原理设计高稳定度VCO摘要:介绍了利用负阻原理、采用改进型克拉泼电路设计的高稳定度LC压控振荡器(VCO),其频率范围为180MHz~210MHz。用ADS进行了仿真,最后给出了测量结果,实际表明它们是一致的。该电路采用相角补偿,提高了频率稳定度,降低了相位噪声。该方法设计简单、调试方便、成本低。关键词:负阻VCO克拉泼电路相位噪声压控振荡器(VC0)是锁相环路的重要组成部分。随着电子技术的发展,出现了许多集成的VCO芯片。考虑到高频率稳定度、低相噪的要求,这里采用Agilent公司生产的低噪声晶体管HBFP0450来设计VCO。常用的VCO一般有三种:晶体压控振荡器、LC压控振荡器和RC压控振荡器。对于超高频段的VCO,采用LC振荡器形式;为了提高频率稳定性,采用了克拉泼电路,并进行了相角补偿。1负阻振荡原理这里采用负阻方法来设计压控振荡器,负阻振荡原理图如图1所示。图中,ZIN是晶体管电路的输入阻抗,RIN和XIN分别是输入电阻和电抗;ZL是负载阻抗,RL和XL分别是负载电阻和电抗。根据振荡原理,起振条件是:RIN+RL<0(1)振荡的平衡条件是RIN+RL=0(2)XIN+XL=0(3)2设计与仿真2.1起振与振荡的仿真这里用ADS来仿真电路,采用改进型克拉泼电路形式,具体电路如图2所示。选用高增益、低噪声的HBFP0450作为三端器件,它在200MHz工作频率上有20dB的增益,从而保证了较大的振荡幅度。供电电压为5V,通过R1、R2和R3来确定静态工作点,工作电流选定为10mA,Vce为2.5V。交流等效电路如图3所示。L1、C4和C5串联可以等效成一个电感,从而满足,电容三端振荡器