mc1648两种基本型vco的压控特性new

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1、研究与开发kkic技劣2001年第1期RESEARCH.&I)EVEL,)PNIEN`I'MC1648两种基本型vco的压控特性和频稳性研究林秩盛陈振晖林宇’关键词:压控振荡器，负阻集成，压控特性，频率稳定性[摘要]本文对集成锁相环中常用的2种基本型MC1648负阻集成vco的压控特性和频稳性进行分析并给出实际测量结果。结果表明，压控特性在较宽范围内具有较好的线性;频稳度均优于2x10-0量级，已达到甚至优于一般频率固定的LC振荡器。它仅用一只变容二极管，并由芯片MC1648外加谐振回路组成。MC1648为集成射极祸合振荡电路，具一、引言有负阻效应，输出

2、MECL电平。锁相环作为能跟踪输入信号相位的闭环自动控制系统已获得广泛的应用。而vco作为其中一个必不可少的重要部件，其质量可以左右整个环路的V111.性能。所以，其发展方向和性能指标已受到人们关，K注。负阻集成LCVCO由于具有工作频率高、波形0.IEil1好、频稳度高、相位噪声低、性能可靠等优点，适于作

3、训为甚高频和特高频vco。因此在锁相环、频合器及K频谱纯度要求较高的时钟等方面得到广泛的应用。随着现代通信技术的发展，信道数不断增加，信51iFt工0.I}il工道间隔逐渐缩小，例如移动通信的信道间隔已减小为25kHz甚至为12.5kHz，这就要求频

4、合器须有优于12.5kHz的分辨率。因此，如何提高vco的压控图1第一种基本vco电路特性和频稳性已成为一个重要的问题。本文对目前常用的典型负阻LCVCOMC1648的2种基本电路进已知变容二极管的结电容行分析和研究，并给出VHF频段的实测结果。结果表明，2种电路在反偏压分别高于2.5V和3V的较CoC,,口了、爪(1)口、...钾.E+U,).大范围内具有较好的压控特性线性，频稳度均达....盈.+—‘、矛10"s量级，已达到甚至优于一般频率固定的LC振荡汀器。式中E一表示加于变容管两端的静态反偏压;U,一控制电压;二、第一种基本vcoC。一控制电压和

5、偏压均为零时变容管的结电第一种基本负阻集成LCVCO电路如图1示容;林秩盛中山大学副教授广州510275陈振晖林宇中山大学硕士研究生广州51027555万方数据研究与开发*J技劣2001年第1期RESEARCH&DEVELOPMENTU，一接触电位差;m(E+U,))T二变容指数。22。认_(1、些E+已U旦})))U.I以Cs表示电路的分布电容，则该VCO的振频瓦18Lmkv8T一24Eo、8T+2了+T++-T2夕了lo)、8E，一一mE(，_k夕-不厂一(2)一2(E+U,)’-乙18L)学2Lmkv8Tk,，，4Eo、8T，，、由上式可导出其压控

6、灵敏度十一，二一一一二丁十代二~11+二气二于)下不一、i)GkT"IK==李=一一一mf二一一(1一、，)(3)可见，U，具有正温系数，当T上升时，U，增大，fdUr___I_艺十Ur1、-2U.11+一-下二一一一一I产U/I下降;而Co,Cs具负温系数，当T上升时，Co,Cs减小，f增大。式(6)等号右边第2,4项8T/T前的系数-fmf七___I_E+Ur)岛2(E+Ur)大小近似相等。所以U。和C。引起的频率不稳定度2U.11+一一一下不二一一!尸U,I近似相互抵消。而由直流稳压器提供的静态反偏压(E+U,》认时)(4)E与C，产生的频偏

7、可部分抵消由L(一般为正温系其中K，满足关系数)所引起的频率变化。若使用高性能的直流稳压器，且反偏压E再经二次稳压，则式(6)等号右边第一项将是很小。故本电路的频稳度主要取决于L的“’LC,-J2KS稳定度。使用高质量的高频磁芯并在绕线的选取和L的制作上采取一些特殊措施，使得由它与Cs产生可见，该基本VCO具有非线性的压控特性;其的频偏大小相等，则本电路的稳定度可获得有效的压控灵敏度与f成正比，与(Uc+E)成反比。提高。设振频f的偏移量为8f，则频稳度8f/f与(2)式中各参数的偏移量之间满足下列关系三、第二种基本VCO劣=于{Ed8E·擞U,+dLS

8、L·ao-cf-.。c。·5CCACS}(，，v必须注意的是(2)式中U。为控制电压，其变化引起f与输出相位的变化，这种控制作用正是VC0工作机理的体现，所以不应将U。的变化作为频率不稳的因素。但偏压的不稳是频率不稳的因素。根据(2)式分别对各参数求偏导数，然后代回(5)式;根据有关半导体理论，考虑到U，与温度T的二二()IFtf工关系，以及高频情况下晶体管射极扩散电容C,与T图2第二种基本VC0电路的关系，得到盯为改善压控特性的线性，可在L两端并接电容了二-m旦一一一((1C，于是构成图2所示的第二种基本VC0。若令C,_1艺E++VU。})少、’、-

9、2U,!1++-一一一下U厂a一一.1=C十C,，只要将(2)式中的Cs换为Cc