低相位噪声BJT振荡器设计：理论与仿真实践

本文主要探讨了低相位噪声双极型晶体管(BJT)振荡器的设计，由谭建薇、孙慧君和范绍东三位作者在电子科技大学电子工程学院共同完成。在当前高速发展的电信系统和雷达技术，特别是在超宽带(UWB)通信中，对稳定且低噪声的振荡器需求日益增长。射频振荡器的设计一直以来都是挑战，因为非线性因素和微波环境中的寄生效应对其性能有重大影响。 文章首先介绍了微波晶体管振荡器的基本理论，包括正反馈和负阻振荡器的概念。正反馈振荡器依赖于电路的正反馈机制来维持稳定振荡，而负阻振荡器则是通过负阻器件抵消回路损耗实现振荡。在高频微波范围内，负阻设计方法更为常用，因为它能更好地处理非线性效应。 接着，作者详细描述了使用Agilent公司的高级电磁仿真设计软件EEsof/ADS来进行振荡器设计的过程。该软件被用来分析和设计一个反射型低噪声振荡器，通过计算机优化，目标是在2GHz频率下达到-114.7分贝的相位噪声指标(-114.7dBc@20kHz)。这种方法不仅提升了设计的精确性，也使理论设计与实际制造更接近，有助于提升电路的性能和制造水平。 文章的关键点在于负阻振荡器的设计原理，包括S参数的运用，以及如何通过满足特定条件，如式(1)至式(3)，确保振荡器的工作稳定性。通过这些公式，设计师可以准确地控制电路参数，以实现所需的相位噪声性能。 总结来说，这篇论文提供了一种实用的策略，即使用现代仿真工具来设计具有低相位噪声的固定频率BJT振荡器，这对于推动射频电路设计技术的进步具有重要意义。在未来的研究中，这将为设计更高效的低噪声电压控制振荡器(VCO)奠定坚实的基础。