L波段寬帶低相噪VCO的設(shè)計(jì)與制作

2．2 低相噪設(shè)計(jì)
壓控振蕩器的相位噪聲可近似地由式(4)給出

VCO的相位噪聲主要由諧振回路的Q值，壓控靈敏度K0，振蕩管的噪聲系數(shù)等參數(shù)決定。對(duì)于并聯(lián)諧振的壓控振蕩器，得到其等效電路如圖3所示。諧振器的品質(zhì)因數(shù)(Q值)為

由式(5)可知，諧振器Q值由電容電感串聯(lián)電阻決定。目前的集成電路工藝實(shí)現(xiàn)不了高Q值的電感，諧振器的Q值主要受電感的Q值影響。
此外適當(dāng)?shù)卦龃箅姼兄狄部梢蕴岣逹值，但是這只在一定的范圍內(nèi)成立。選取合適的電感與變?nèi)莨苤陵P(guān)重要。以f=1 GHz來粗略計(jì)算電感電容值，得L=2．5 nH?？紤]到塑封器件的寄生效應(yīng)以及通孔電感的存在，常規(guī)的薄膜表貼電感或是繞線電感已不適合應(yīng)用了，考慮采取一段短的到地微帶線來實(shí)現(xiàn)諧振器電感L2，此法可以獲得較小的電感值且Q值較高。合理選擇此電感大小對(duì)相噪有重要意義，電感L3為塑封器件引線電感實(shí)現(xiàn)。
振蕩管選擇噪聲系數(shù)低、1／f噪聲低的硅雙極三極管，變?nèi)莨鼙M量選取串聯(lián)電阻較小的突變結(jié)管。合理地選擇器件，可進(jìn)一步降低VCO的相位噪聲。

3 CAD仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)
采用微波射頻仿真工具作為仿真設(shè)計(jì)工具，合理選取電路工作點(diǎn)和各個(gè)元件初始參數(shù)，利用軟件自帶的元器件庫(kù)，可以比較準(zhǔn)確地搭建起仿真原理圖。對(duì)電路進(jìn)行諧波平衡法仿真，可以方便地得到上電路的振蕩頻率、相噪、諧波等指標(biāo)，電路起振曲線如圖4所示。