熊俊俏,夏 敏

(武汉工程大学电气信息学院,武汉 430073)

1 引 言

无线通信系统对其射频前端的指标要求越来越高。压控振荡器(VCO)单元是射频前端的核心,其指标直接决定了系统的性能,如相位噪声、调谐范围、频率稳定度和频谱纯度等。近年来,压控振荡器技术的发展也取得了重要进展,如常用的晶体压控振荡器(VCXO),由晶体决定振荡频率,控制电压只能在小范围内进行频率调整,且工作频率不高;而集成LC压控振荡器[1]从分立式VCO设计转向硅解决方案,使设计更加灵活;基于MEMS技术的宽带VCO[2]因工艺要求高,且存在机械热噪声,影响了其应用;分立 LC压控振荡器[3～5]为基本的 LC电路,因具有调试方便、成本低的优点而得到广泛应用。

本文以ADS2006A仿真软件为工具,设计并仿真了一种900MHz直放站用的压控振荡器,其工作频率范围为1030～1120MHz,调谐灵敏度为25～35MHz/V,输出相位噪声10kHz处为-105dBc/Hz,100kHz处为-120dBc/Hz,二次谐波抑制为-15dBc,三次谐波抑制为-20dBc,非线性谐波最大为-90dBc,输出功率0dBm,输出电阻 50 Ψ。

2 VCO振荡器电路设计

VCO电路结构有多种,考虑到调试方便与成本,这里选择晶体管压控振荡器电路,具体的电路原理图如图1所示,主要由谐振网络、晶体管放大电路和输出反馈网络3部分组成。根据指标要求,晶体管选用低噪声NE68119[6],其工作频率可达到3GHz,变容二极管选用SMV1251[7](工作电压为0～8 V,结电容为37.35～2.03 pF),电阻 R3为反馈电阻,用于改善系统稳定系数,L2～L7均为扼流圈,提供变容二极管偏置电路通路,C8为反馈电容,两个变容二极管反向串接可减小寄生调制[8]。

图1 基于变……