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概述

本应用笔记介绍了压控振荡器(VCO)的槽路设计方法,并给出了常用的中频(如果)85 mhz、190 mhz、210 mhz压控振荡器的设计实例。这些设计减少了为优化设计而进行的重复工作，具体分析可借助一个简单的电子表格实现。

vco科技有限公司

图2。图1表示基本的VCO模型,振荡频率由式1表示:

式1

F (osc) =
【中文译文
C(int) = MAX2310
C(t) =

图1. vco

R(n) = MAX2310
C(int) = MAX2310
C(t) =
【中文译文

图2. max2310

1。C(coup):。C(cent)。它不是必须的，但为在不同的电感量之间调谐谐振腔提供了便利条件。。应选择足够大的阻值,以保证加载后的槽路Q值不受影响;另外,还要保证电阻值足够小,使4预算噪声可以忽略。电阻的噪声电压受K (VCO)调制后将产生相位噪声。电容C (v)是槽路内部的可变调谐元件,变容二极管的电容(C (v))是反向偏置电压的函数(变容二极管模型参见附录一个)。V(tune)、V(tune)、V(tune)、V(tune)、V(tune)、V(tune)

图3在VCO模型中增加了C(流浪),寄生电容和寄生电感使所有射频(RF)电路的罪魁祸首,为估算振荡频率必须考虑寄生参数。图3用电容C(流浪)表示寄生元件,振荡频率可由式2表示:

式2

【中文译文
C(int) = MAX2310
C(分)=
C(杂散)=
C(coup) =
C(v) =
C(vp) = gerei: gerei: gerei: gerei: gerei: gerei: gerei

图3. C(stray)

图4表示VCO模型的详细电路,它考虑了焊盘的等效电容,但为简便起见没有考虑串联电感c(流浪)定义为:

式3

C(l) =
C(lp) =焊
C (DIFF) =平行引线的等效电容

图4. 【翻译

R(n) = MAX2310
C(int) = MAX2310
L(t) =
C (DIFF) =平行引线的等效电容
【中文】
C(l) =
C(lp) =
C(分)=
C(coup) =
C(var) = (var) = (var
C(vp) = genetecreger2 . gertecreger1 .焊
L(s) = L(s) = L(s
R = e = e = e = e = e = e = e

1 (t) . http://www.cmemo.org.cn/cmemo.org.cn/cn/L (T)通常对高频端影响较大,为了用下面的电子表格描述L (T)所产生的频率偏差的数学模型,可适当增大C (DIFF),减小L (T)以避免产生所不希望的串联谐振。这一点可通过缩短引线实现。

调谐增益

为获得最佳的闭环相位噪声特性应尽可能降低调谐增益(K (vco)),环路滤波器的电阻和电阻“R”(图2)会产生宽带噪声,宽带热噪声(
/ / / / / / / / / / / / / /。要在保证足够的VCO调谐频率范围的前提下减小其调谐范围,需要选用容差极小的元器件,后面将对这一点作详细描述。(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)。MAX2310:0.5V Vcc-0.5V电池供电应用中，电压调节范围受电池电压或稳压器的制约。

免调节设计的基本概念

VCO槽路设计中需对实际部件进行误差分析,为了设计一个振荡在固定频率(f (osc))的VCO,必须考虑元件误差。(K(vco))元件容差越小、可能产生的调谐增益越小，闭环相位噪声就越低。【中文译文】

1. 元件最大值(式5)

2. 标准谐振电路，对应于元件标称值(式2)

3. 元件最小值(式4)

二、中文翻译图5描述了如何将三种设计统一起来，以便提供可行的设计方案。从式1和图5可以看出：元件最小值对应于振荡频率的高频端偏移，而元件最大值对应于振荡频率的低频端偏移。

图5. 极端情况下的槽路中心频率和标称中心频率

为保证槽路的闭环相位噪声最小，需尽可能减小调谐范围。但要注意在考虑系统最大容差时仍能覆盖标准振荡频率。元件值分别达到最大和最小时，槽路的调谐范围尽量靠近所期望的振荡频率的边沿，考虑到系统容差对式2加以修正，可得最大误差时对应的振荡频率式4、式5：

式4

式5

T(l) = %
T(int) = % c (int)
T(分)= % c(分
T(政变)= % (c(政变)
T(cv) = % c (v)

式4和式5假设偏差量没有容差。

一般设计过程

步骤1

估算或测量焊点的寄生电容或其它寄生电容:用Boonton 72 bd电容计对MAX2310评估板(牧师C)进行测试,测得寄生电容为:C = 1.13 pf (LP), C (VP) = 0.82 pf, C (DIFF) = 0.036 pf。

步骤2

确定电容C (int):这个参数在MAX2310 / MAX2312 / MAX2314 / MAX2316数据资料的第5页查找到,谐振端口的1 / S11随频率变化的典型工作特性给出了几个常用频点时的等效并联RC参数,附录B包含了槽路端口频率在高频端和低频端时C (int)与频率的对应关系表。如果是这样，那就太好了。

例如：

如果如果为210 mhz(高频端谐振电路),本振工作频率应为420 mhz。由附录B的表5可得C (int) = 0.959 pf。

步骤3

选择电感：最好从几何平均值入手，这是一个需要重复迭代的过程。

式6

上式中电感,电容的单位分别用nH, pF表示(1 x10 (9) x 1 x10 (-12) = 1 x10(-21))。如果f (osc) = 420 mhz, L = 11.98 nh,则槽路总计电容为C = 11.98 pf。线圈工艺0805CS-12NXGBC

(1)、(1)、(1)对于一个固定振荡频率f (osc), LC的乘积应保持恒定。

式6.1

f (osc) = 420 mhz时,LC = 143.5,按照表3采用试凑的方法可以得到:电感取18 nh,容差为2%,而槽路总电容为7.9221 pf。此时，图84 .中文:顾名顾名，顾名顾名，顾名顾名。由此可以看出上述关系时的实用性。为保证较低的相位噪声,选用高Q值电感,如:Coilcraft 0805 cs系列,如果能够合理控制微带线的容差和Q值,也可选用微带线。

步骤4

确定锁相环(PLL)的合理范围:该参数表示VCO整个调谐电压(V(曲调))的工作范围,对于MAX2310,适当范围为:0.5 V至- 0.5 V电源电压,如果Vcc = 2.7 V,则调谐电压范围为:0.5 V至2.2 V,电荷泵输出限定这一范围。槽路电压摆幅为1 vp-p电压摆幅的中点为1.6 v直流,即使选用较大的C(政变),变容二极管也不会产生正偏。这是一个需要避免的情况,因为二极管将会影响槽路引脚上的交流信号,产生所不期望的杂散响应,造成闭环锁相环的失锁。

步骤5

选择变容二极管，在所规定的调谐电压范围内选择容差较小的变容二极管，并保证串联电阻最小，确认变容二极管的自共振频率高于所期望的工作频率。C(v)(2.5V)/C(v)(0.5V)如果选择较大的耦合电容C(政变),最大调谐范围可利用式2计算,如果选择较小的耦合电容C(政变),将会降低有效的频率调谐范围。选择变容二极管时需给出调谐范围的中点和端点处的容差,可以选择一个特性曲线较陡峭的变容二极管,如αsmv1763 - 079,进行线性调节。【中文译文】。

步骤6

确定耦合电容C(政变):C(政变)较大时,变容二极管耦合到槽路的电容较大,使调谐范围增大,但会降低槽路加载后的Q值。C(政变)较小时,会提高耦合变容二极管的Q值和加载后的Q值,但它是以减小调谐范围为代价的。通常是在保证调谐范围的前提下尽可能选择小的容量值。【中文翻译】

步骤7

C(分)。中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:C(cent);

步骤8

按照制作的电子表格推敲设计参数。

MAX2310 85MHz, 190MHz 210MHz

下列电子表格给出了MAX2310在几个通用如果频点的设计,请牢记:LO振荡频率应为所期望的如果频率的两倍。

图6. 85MHz

表1. 85MHz

图7. 190MHz

表2. 190MHz

图8. 210MHz

表3. 210MHz

图9. 210MHz

表4. 210MHz

【翻译】

图10. 变容二极管模型

a - 01 - 01 - 01 - 01 - 01 - 01 - 01 - 01变容二极管电容定义为式7:

式7

变容二极管串联电感可以用反向输出的感抗表示,计算新的等效电容C (v)为:

式8

本报讯

表5. MAX2310: C(int)

图11. MAX2310 C(int)、中文中文(6)、中文(6)、中文(6)、中文(6)、中文(6)

表6. MAX2310:高高就(int)

图12. MAX2310 (int)、中文中文(6)、中文中文(6)、中文(6)、中文(6)

参考资料

1. Chris O'Connor，开发无Trimless电压控制振荡器，微波和射频，1999年7月。
   

2. Wes Hayward，《频率设计》第七章。
   

3. Krauss, Bostian, Raab，固态R工程，第2、3、5章。
   

4. Alpha Industries应用说明AN1004。
   

5. 线圈，射频电感器目录，1998年3月，第131页。
   

6. MAX2310/MAX2312/MAX2314/MAX2316 datasheet(数据表)
   

7. Maxim, MAX2310/MAX2314评估套件数据表，Rev 0。
   

8. Maxim, MAX2312/MAX2316评估套件数据表，Rev 0。