@射频振荡器介绍
振荡器是所有RF系统的心脏 , 该组件的性能将影响系统中几乎所有其他组件的性能 , 并将对最终数据的准确性产生至关重要的影响 。
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振荡器在射频系统中的位置:使用混频器进行频率转换
振荡器的功能非常简单(至少在理论上如此) 。如前所示 , 它只是创建一个纯正弦波 。
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振荡器的示意图
理想的振荡器与真实的振荡器
与其他任何组件一样 , 振荡器的理想性能和实际性能之间也存在很大差距 , 如下图所示 。
在右侧 , 您可以看到实际振荡器的三种不同频率响应 。
第一个(顶部)图显示了最常见的非理想(不希望的)问题 。最高的中心峰是我们想要从振荡器获得的峰 , 但中心峰周围的所有其他较小峰是我们不希望得到的峰值 。在这种情况下 , 这些小峰之间的差距似乎相当恒定 , 这至少为我们提供了一些疑难解答的线索 。
第二个(中间)图显示了中心峰周围的许多小峰 , 其中一些尖峰似乎处于相似的间隔中 , 而现在其中一些尖峰没有规律 。总的来说 , 中心峰值附近的频率响应不是那么对称 。
第三个(底部)图显示了沿频率轴(水平轴)放大的中心峰 。理想振荡器的中心峰应该显示出非常尖锐的峰值 , 无论您将其放大多少 , 但是当它下降到峰的底部时 , 它显示出一种加宽的裙边 。这是由振荡器的相位噪声引起的 , 这是每个人都想要避免的噪声 , 但是又不可能完全消除 。
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振荡器的几种输出频谱
理想振荡器和现实振荡器之间还有另一个重要的特性 。这是关于振荡器在整个温度范围内的频率变化 。每个人都希望有一个振荡器 , 其频率根本不会随温度变化 , 如左图所示 。但是这种振荡器仅存在于我们的想法中 , 而不存在于现实中 。实际上 , 振荡器显示了温度范围内的频率响应 , 如右图所示 。它显示了温度随温度的变化 , 这种频率变化会极大地影响通信系统的性能 。有几种技术可以补偿这种频率变化(例如PLL等) , 但是几乎不可能完全消除这些频率变化 。
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射频振荡器的特性
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振荡器噪声频谱的对数-对数图
上图是振荡器噪声频谱的对数-对数图:(a)具有低Q环路的闭环噪声; (b)高Q环路的闭环噪声 。
振荡器的类型
有许多不同类型的振荡器 。如果您打开任何电子产品 , 就会看到振荡器(a)?(d) 。如果您要打开某些需要高频精度的电子设备 , 则会看到(f)?(g)之类的振荡器 , 称为OCXO(恒温晶体振荡器) 。
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振荡器的类型
【@射频振荡器介绍】如果您看到类似(j)?(l)的乘积 , 它看起来就不会像振荡器 , 但是我将它们归类为一个振荡器 , 因为它们的功能与我们通常看到的那些振荡器基本相同 。这些被称为“磁控管” , 通常用在微波炉或像雷达系统这样的高功率发射机中 。
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