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本应用笔记介绍了压控振荡器(VCO)的槽路设计方法,并给出了常用的中频(如果)85 mhz、190 mhz、210 mhz压控振荡器的设计实例。这些设计减少了为优化设计而进行的重复工作,具体分析可借助一个简单的电子表格实现。
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本应用笔记介绍了压控振荡器(VCO)的槽路设计方法,并给出了常用的中频(如果)85 mhz、190 mhz、210 mhz压控振荡器的设计实例。这些设计减少了为优化设计而进行的重复工作,具体分析可借助一个简单的电子表格实现。
图2。图1表示基本的VCO模型,振荡频率由式1表示:
式1 |
F (osc) =
【中文译文
C(int) = MAX2310
C(t) =
图1. vco
R(n) = MAX2310
C(int) = MAX2310
C(t) =
【中文译文
图2. max2310
1。C(coup):。C(cent)。它不是必须的,但为在不同的电感量之间调谐谐振腔提供了便利条件。。应选择足够大的阻值,以保证加载后的槽路Q值不受影响;另外,还要保证电阻值足够小,使4预算噪声可以忽略。电阻的噪声电压受K (VCO)调制后将产生相位噪声。电容C (v)是槽路内部的可变调谐元件,变容二极管的电容(C (v))是反向偏置电压的函数(变容二极管模型参见附录一个)。V(tune)、V(tune)、V(tune)、V(tune)、V(tune)、V(tune)
图3在VCO模型中增加了C(流浪),寄生电容和寄生电感使所有射频(RF)电路的罪魁祸首,为估算振荡频率必须考虑寄生参数。图3用电容C(流浪)表示寄生元件,振荡频率可由式2表示:
式2 |
【中文译文
C(int) = MAX2310
C(分)=
C(杂散)=
C(coup) =
C(v) =
C(vp) = gerei: gerei: gerei: gerei: gerei: gerei: gerei
图3. C(stray)
图4表示VCO模型的详细电路,它考虑了焊盘的等效电容,但为简便起见没有考虑串联电感c(流浪)定义为:
式3 |
C(l) =
C(lp) =焊
C (DIFF) =平行引线的等效电容
图4. 【翻译
R(n) = MAX2310
C(int) = MAX2310
L(t) =
C (DIFF) =平行引线的等效电容
【中文】
C(l) =
C(lp) =
C(分)=
C(coup) =
C(var) = (var) = (var
C(vp) = genetecreger2 . gertecreger1 .焊
L(s) = L(s) = L(s
R = e = e = e = e = e = e = e
1 (t) . http://www.cmemo.org.cn/cmemo.org.cn/cn/L (T)通常对高频端影响较大,为了用下面的电子表格描述L (T)所产生的频率偏差的数学模型,可适当增大C (DIFF),减小L (T)以避免产生所不希望的串联谐振。这一点可通过缩短引线实现。
为获得最佳的闭环相位噪声特性应尽可能降低调谐增益(K (vco)),环路滤波器的电阻和电阻“R”(图2)会产生宽带噪声,宽带热噪声(
/ / / / / / / / / / / / / /。要在保证足够的VCO调谐频率范围的前提下减小其调谐范围,需要选用容差极小的元器件,后面将对这一点作详细描述。(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)、(1)。MAX2310:0.5V Vcc-0.5V电池供电应用中,电压调节范围受电池电压或稳压器的制约。
VCO槽路设计中需对实际部件进行误差分析,为了设计一个振荡在固定频率(f (osc))的VCO,必须考虑元件误差。(K(vco))元件容差越小、可能产生的调谐增益越小,闭环相位噪声就越低。【中文译文】
元件最大值(式5)
标准谐振电路,对应于元件标称值(式2)
元件最小值(式4)
二、中文翻译图5描述了如何将三种设计统一起来,以便提供可行的设计方案。从式1和图5可以看出:元件最小值对应于振荡频率的高频端偏移,而元件最大值对应于振荡频率的低频端偏移。
图5. 极端情况下的槽路中心频率和标称中心频率
为保证槽路的闭环相位噪声最小,需尽可能减小调谐范围。但要注意在考虑系统最大容差时仍能覆盖标准振荡频率。元件值分别达到最大和最小时,槽路的调谐范围尽量靠近所期望的振荡频率的边沿,考虑到系统容差对式2加以修正,可得最大误差时对应的振荡频率式4、式5:
式4 |
式5 |
T(l) = %
T(int) = % c (int)
T(分)= % c(分
T(政变)= % (c(政变)
T(cv) = % c (v)
式4和式5假设偏差量没有容差。
估算或测量焊点的寄生电容或其它寄生电容:用Boonton 72 bd电容计对MAX2310评估板(牧师C)进行测试,测得寄生电容为:C = 1.13 pf (LP), C (VP) = 0.82 pf, C (DIFF) = 0.036 pf。
确定电容C (int):这个参数在MAX2310 / MAX2312 / MAX2314 / MAX2316数据资料的第5页查找到,谐振端口的1 / S11随频率变化的典型工作特性给出了几个常用频点时的等效并联RC参数,附录B包含了槽路端口频率在高频端和低频端时C (int)与频率的对应关系表。如果是这样,那就太好了。
如果如果为210 mhz(高频端谐振电路),本振工作频率应为420 mhz。由附录B的表5可得C (int) = 0.959 pf。
选择电感:最好从几何平均值入手,这是一个需要重复迭代的过程。
式6 |
上式中电感,电容的单位分别用nH, pF表示(1 x10 (9) x 1 x10 (-12) = 1 x10(-21))。如果f (osc) = 420 mhz, L = 11.98 nh,则槽路总计电容为C = 11.98 pf。线圈工艺0805CS-12NXGBC
(1)、(1)、(1)对于一个固定振荡频率f (osc), LC的乘积应保持恒定。
式6.1 |
f (osc) = 420 mhz时,LC = 143.5,按照表3采用试凑的方法可以得到:电感取18 nh,容差为2%,而槽路总电容为7.9221 pf。此时,图84 .中文:顾名顾名,顾名顾名,顾名顾名。由此可以看出上述关系时的实用性。为保证较低的相位噪声,选用高Q值电感,如:Coilcraft 0805 cs系列,如果能够合理控制微带线的容差和Q值,也可选用微带线。
确定锁相环(PLL)的合理范围:该参数表示VCO整个调谐电压(V(曲调))的工作范围,对于MAX2310,适当范围为:0.5 V至- 0.5 V电源电压,如果Vcc = 2.7 V,则调谐电压范围为:0.5 V至2.2 V,电荷泵输出限定这一范围。槽路电压摆幅为1 vp-p电压摆幅的中点为1.6 v直流,即使选用较大的C(政变),变容二极管也不会产生正偏。这是一个需要避免的情况,因为二极管将会影响槽路引脚上的交流信号,产生所不期望的杂散响应,造成闭环锁相环的失锁。
选择变容二极管,在所规定的调谐电压范围内选择容差较小的变容二极管,并保证串联电阻最小,确认变容二极管的自共振频率高于所期望的工作频率。C(v)(2.5V)/C(v)(0.5V)如果选择较大的耦合电容C(政变),最大调谐范围可利用式2计算,如果选择较小的耦合电容C(政变),将会降低有效的频率调谐范围。选择变容二极管时需给出调谐范围的中点和端点处的容差,可以选择一个特性曲线较陡峭的变容二极管,如αsmv1763 - 079,进行线性调节。【中文译文】。
确定耦合电容C(政变):C(政变)较大时,变容二极管耦合到槽路的电容较大,使调谐范围增大,但会降低槽路加载后的Q值。C(政变)较小时,会提高耦合变容二极管的Q值和加载后的Q值,但它是以减小调谐范围为代价的。通常是在保证调谐范围的前提下尽可能选择小的容量值。【中文翻译】
C(分)。中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:中文意思:C(cent);
按照制作的电子表格推敲设计参数。
下列电子表格给出了MAX2310在几个通用如果频点的设计,请牢记:LO振荡频率应为所期望的如果频率的两倍。
图6. 85MHz
表1. 85MHz
浅灰色表示计算值。 |
深灰色表示用户输入。 |
MAX2310低波段油箱设计和调谐范围 | |||||
总油箱电容vs. V调谐 | |||||
V调 | 总C | Ct (名义上的) | Ct (低) | Ct (高) | |
0.5 v | Ct高 | 14.1766 pf | 13.3590 pf | 14.9459 pf | |
1.375 v | Ct中期 | 12.8267 pf | 11.7445 pf | 13.7620 pf | |
2.2 v | Ct低 | 11.4646 pf | 10.3049 pf | 12.4534 pf | |
箱组件 | 宽容 | ||||
C政变 | 18 pf | 0.9 pf | 5% | ||
C分 | 5.6 pf | 0.1 pf | 2% | ||
C流浪 | 0.70 pf | ||||
l | 68年北半球 | 2.00% | |||
C整数 | 0.902 pf | 10.00% | |||
寄生物 和pad (C杂散) | |||||
由于 Q | C L | 0.1 pf | |||
市的垫 | C Lp | 1.13 pf | |||
由于 || | C diff | 0.036 pf | |||
Var.垫 | C副总裁 | 0.82 pf | |||
变容二极管规格 | |||||
αsmv1255 - 003 | |||||
Cjo | 82 pf | 变容二极管宽容 | |||
Vj | 17 v | 0.5 v | 19.00% | ||
米 | 14 | 1.5 v | 29.00% | ||
Cp | 0 pf | 2.5 v | 35.00% | ||
Rs | 1欧姆 | 电抗 | |||
Ls | 1.7 nh | X Ls | 1.82 | ||
频率 | 170.00兆赫 | ||||
名义上的变容二极管 | X c | 网帽 | |||
简历高 | 54.64697 pf | -17.1319 | 61.12581 pf | ||
简历中 | 27.60043 pf | -33.92 | 29.16154 pf | ||
简历低 | 14.92387 pf | -62.7321 | 15.36874 pf | ||
负Tol变容管(低电容) | |||||
简历高 | 44.26404 pf | -21.1505 | 48.42117 pf | ||
简历中 | 19.59631 pf | -47.7746 | 20.37056 pf | ||
简历低 | 9.700518 pf | -96.5109 | 9.886531 pf | ||
正电容变容管(高电容) | |||||
简历高 | 65.02989 pf | -14.3965 | 74.41601 pf | ||
简历中 | 35.60456 pf | -26.2945 | 38.24572 pf | ||
简历低 | 20.14723 pf | -46.4682 | 20.96654 pf | ||
名义上的罗 (笔名)范围 | 低 Tol IF (高)范围 | 名义上的如果 (笔名)范围 | 高 Tol IF (低)范围 | ||
F低 | 162.10兆赫 | 84.34兆赫 | 81.05兆赫 | 78.16兆赫 | |
F中期 | 170.42兆赫 | 89.95兆赫 | 85.21兆赫 | 81.45兆赫 | |
F高 | 180.25兆赫 | 96.03兆赫 | 90.13兆赫 | 85.62兆赫 | |
BW | 18.16兆赫 | 11.69兆赫 | 9.08兆赫 | 7.46兆赫 | |
% BW | 10.65% | 12.99% | 10.65% | 9.16% | |
标称 中频频率 | 85.00兆赫 | ||||
设计约束 | |||||
加粗数字的条件 | & lt;如果 | =如果 | 比;如果 | ||
得尔塔 | 0.66 | -0.21 | 0.62 | ||
测试 | 通过 | 通过 | 通过 | ||
提高 或降低分频 | -0.21 | 兆赫 | |||
Inc .或 dec BW | -1.28 | 兆赫 | |||
分 表示最小体重 | 84.98 | 兆赫 | |||
K vco | 10.68 mhz / V |
图7. 190MHz
表2. 190MHz
浅灰色表示计算值。 |
深灰色表示用户输入。 |
MAX2310高波段油箱设计和调谐范围 | |||||
总油箱电容vs. V调谐 | |||||
V调 | 总C | Ct (名义上的) | Ct (低) | Ct (高) | |
0.5 v | Ct高 | 10.4968 pf | 10.0249 pf | 10.9126 pf | |
1.375 v | Ct中期 | 9.6292 pf | 8.8913 pf | 10.2124 pf | |
2.2 v | Ct低 | 8.6762 pf | 7.7872 pf | 9.3717 pf | |
箱组件 | 宽容 | ||||
C政变 | 12 pf | 0.1 pf | 1% | ||
C分 | 3.4 pf | 0.1 pf | 3% | ||
C流浪 | 0.70 pf | ||||
l | 18 nh | 2.00% | |||
C整数 | 0.954 pf | 10.00% | |||
寄生物 和pad (C杂散) | |||||
由于Q | C L | 0.01 pf | |||
市的垫 | C Lp | 1.13 pf | |||
由于|| | C diff | 0.036 pf | |||
Var.垫 | C副总裁 | 0.82 pf | |||
变容二极管规格 | |||||
αsmv1255 - 003 | |||||
Cjo | 82 pf | 变容二极管宽容 | |||
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