宽带压控振荡器设计：1.8GHz~2.4GHz频率范围与优化功率输出

"这篇论文是关于设计一款工作在1.8GHz至2.4GHz频段的宽带压控振荡器(VCO)，旨在解决VCO输出功率随频率变化的问题。作者通过引入高频衰减电路来改善VCO的输出功率平坦性，并使用Ansoft Designer SV软件进行仿真验证。结果显示，VCO在带内的输出功率稳定在9.96 dBm到10.08 dBm之间，相位噪声性能优秀。" 文章详细介绍了设计一个宽带可调压控振荡器(VCO)的方法，主要关注在1.77GHz到2.52GHz频率范围内的工作性能。VCO在无线通信系统中扮演着关键角色，将直流电源转化为射频信号。然而，VCO的输出频率与控制电压之间的非线性关系以及输出功率随频率变化的问题，通常限制了其实际应用。 作者提出了一种创新的设计策略，首先，通过在压控二极管上串联小电容，优化了VCO的频率-电压线性关系，提高了频率控制的精度。其次，为了改善输出功率的平坦性，他们引入了一个高频衰减电路，确保VCO在整个频率范围内具有稳定的输出功率。这种设计方法避免了复杂的自动增益控制模块，降低了实现成本。 电路设计采用共基极结构，晶体管基极通过电感接地，射极产生负输入阻抗。在高频下，基极电感和基极-发射极电容形成谐振回路，导致输入阻抗的实部为负，从而利用微波晶体管的负阻特性实现振荡。在工作频率远大于谐振回路的谐振频率且小于截止频率的情况下，输入阻抗的实部为负，满足振荡条件。 通过Ansoft Designer SV软件的仿真，VCO在1.8GHz和2.4GHz时的相位噪声分别达到-113.3 dBc/Hz/600kHz和-114.9 dBc/Hz/600kHz，显示出良好的噪声性能。此外，VCO在带内的输出功率保持在9.96 dBm到10.08 dBm之间，实现了频率范围内的功率平坦性。 这项研究提供了一种有效的宽带VCO设计方法，通过改进负阻特性并引入高频衰减电路，解决了传统VCO的输出功率不平问题，提高了VCO在无线通信中的实用性和效率。这一成果对于提高无线设备的频率稳定性和信号质量具有重要意义。