VCO原理及测试课件VCO得用途b﹑用VCO作為“本地振盪器”可以構成各種接收機﹐特別就是“頻率搜索式接收機。c﹑VCO可以用來構成“頻率調制与相位調制”電路。VCO基本原理VCO電路得構成﹕VCO由放大電路﹑反饋電路﹑頻率可調節得選頻電路﹑緩沖電路(不就是必須得)組成。其中放大電路与反饋電路及選頻電路共同組成振蕩電路﹐用于產生振蕩信號。緩沖電路一方面對振蕩電路產生得信號進行放大﹐另一方面隔離負載與振蕩電路之間得直接聯係﹐減小負載對振蕩電路得影響。振蕩得建立與輸出頻率得確定振蕩頻率得確定式中Z為L﹑C并聯電路阻抗﹐電路諧振時Z得到最大值。這就意味著只有反饋電壓得頻率與L﹑C并聯電路之諧振頻率f相等﹐才能在L﹑C并聯電路兩端獲得較高電壓U1﹐其它頻率份量得電壓信號將被迅速衰減掉。如此VCO經過數個週期得反饋循環後﹐與L﹑C電路諧振頻率相等得那個電壓信號增長起來﹐其它都被衰減﹐VCO得振蕩頻率被確定在L﹑C電路得諧振頻率上。振蕩頻率得調節振蕩頻率得調節﹕在VCO中我們用一個變容二極管代替L﹑C電路中得電容C﹐通過改變變容二極管兩端得電壓來改變變容二極管電容值得大小﹐從而達到改變VCO輸出頻率之目得。電路原理圖及各主要元器件作用Q1﹕為振蕩三極管。Q2﹕為緩沖三極管。C1﹕VT濾波電容﹐用來濾除VT中得雜訊。L1﹕為一扼流圈﹐有時用一1/4λ微帶線代替。C2﹕一方面起隔離直流作用﹐另一方面可調節頻寬。C3﹕一方面起隔離直流作用﹐另一方面在諧振電路與有源電路之間起能量交換作用。C4﹑C5﹕為交流分壓電路﹐C4兩端分得得電壓為振蕩三極管提供維持振蕩所必須得反饋電壓(想扩充P-NOISE得宽度时,调节两者)。C6﹕一方面起濾波作用﹐另一方面與C5串聯與C4組成交流分壓電路。C7﹕為緩沖器信號輸入耦合電容。可調節VCO輸出功率得大小。C8﹑C9﹕組成阻抗匹配網絡﹐用來保證VCO與負載之間得適當匹配﹐改變C8﹑C9得大小可調節輸出功率。另外﹐C8﹑C9與L3一起組成諧振電路﹐用來濾除輸出信號中得高次諧波。C10﹕為電源濾波電容﹐用來濾除電源中等得雜訊。L2﹕起阻抗變換作用﹐用于提高諧振電路得Q值。R1﹑R2﹑R3﹑R4﹕為振蕩三極管与緩沖三極管提供靜態偏置。D1﹕為變容二極管﹐與C2﹑C3﹑C4﹑C5﹑C6﹑L0共同組成諧振電路﹐用于確定VCO振蕩頻率。改變D1兩端得電壓﹐可以調節VCO輸出頻率。VCO各項技術指標“平均靈敏度”﹕在整個工作頻率範圍內應滿足其中a﹑b為“平均靈敏度”上﹑下限。“微分靈敏度”﹕即在整個工作頻率範圍內均應滿足其中a﹑b為“微分靈敏度”上﹑下限。VCO得F-V曲線輸出功率(PowerOutput)在整個工作頻率範圍內輸出功率(PowerOutp均應滿足其中a﹑b為輸出功率得上﹑下限。PushingFigure一般形式為﹕(VCC±△V)△f≦±a(MHz)在整個工作頻率範圍內﹐當VCC增加或減小△V時﹐VCO輸出頻率變化△f應不大於給定值“a”。VCO局部電路圖PushingFigure產生得原因﹕一個理想得振蕩器頻率不應隨電源VCC得變化而變化。但我們在VCO中使用得晶體管其集電極C與基極B可等效為一個二極管﹐當這個等效二極管得反向偏置電壓發生變化時﹐等效二極管PN結電容將隨之變化﹐從而導致VCO得振蕩頻率變化。減小Pushingfigure得方法﹕a﹑適當選擇晶體管得靜態工作電流﹐實踐證明﹕適當調整振蕩管得靜態工作狀態﹐能使晶體管得B﹑C結在其反向偏置電壓發生變化時﹐結電容變化最小。b﹑在L﹑C諧振電路中有這裡﹕△f------為諧振電路得諧振頻率改變量。f------為諧振頻率。△C------為晶體管B﹑C結電容隨其反向偏壓得改變量。C------為L﹑C諧振電路總電容量。上式指出﹕當△C一定時﹐諧振電路總電容C越大﹐諧振頻率得改變量△f越小﹐也就就是諧振頻率越不易受回路電容變化得影響。c﹑儘量減小電容C5﹐因為C5與△C串聯﹐減小C5可使△C對L﹑C諧振電路得影響變小。PullingFigure一般形式為(VSWR=a﹕b﹐ForAllPhase,Ref=50Ω)△f≦x(MHz)其中﹕VSWR=a﹕b為駐波比﹐Ref=50Ω為參考負載阻抗﹐即標準負載﹐x為一給定值。傳輸線得幾個概念﹕傳輸線得特性阻抗對于無限長傳輸線有Z0為傳輸線特性阻抗﹐由傳輸線結構確定。R0﹑L0﹑G0﹑C0﹑為傳輸線分佈電阻﹑電感﹑電導﹑電容﹐由傳輸線結構﹑尺寸﹑填充