三级Colpitts微波混沌振荡器的仿真研究
2012-06-25王寅生卞新海武文娟
电视技术 2012年3期
王寅生,王 京,卞新海,武文娟,高 怀
(1.东南大学国家ASIC系统工程技术研究中心,江苏 南京 210096;2.苏州英诺迅科技有限公司&苏州市射频功率器件及电路工程技术研究中心,江苏 苏州 215123)
在20世纪80年代,针对非线性电路元件在电路中引起混沌现象的研究,开始成为非线性科学和工程领域的一个新热点[1]。由于混沌信号具有较强的伪随机性和宽频谱特性,因此混沌振荡器在保密通信领域,作为载波信号的信号源具有很大的应用潜力。近年来,随着无线通信产业的迅速发展,射频信号源的工作频率也在不断提高,达到吉赫兹量级,这对混沌振荡器基本振荡频率提出了新的要求,因此提高混沌振荡器的基本振荡频率成为混沌电路研究领域内最为重要的方向之一。目前,高频混沌振荡电路设计中,广泛采用的经典Colpitts混沌振荡电路[2]具有结构简单、易于实现的优点,但由于器件寄生电容的影响,基本振荡频率一般只能达到所使用三极管的截止频率的1/10左右[3]。文献[4]采用 2 级 BJT(Bipolar Junction Transistor)串联的结构,将Colpitts混沌振荡器的基本振荡频率提高约两倍。
为了进一步提高Colpitts混沌振荡器的基本振荡频率和带宽,本文在文献[4]中2级BJT结构的基础上,提出3级BJT结构的Colpitts混沌振荡器,并建立了新结构的理想非线性动力学模型。通过数值仿真和电路仿真,对2级结构、3级结构的基本振荡频率、信号带宽进行了比较。结果表明,3级Colpitts混沌振荡器的基本振荡频率比原有的2级结构高1倍,达到4.9 GHz;同时,10 dB带宽提高63%,达到 4.9 GHz。……
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