08-振荡器的设计.ppt

* 3．专门术语的说明 图8-18 电压变化时振荡频率与输出功率的回滞现象 （a）栅压变化的回滞曲线；（b）漏压变化的回滞曲线。 （4）回滞现象 * 3．专门术语的说明 （5）频率牵引 当振荡器负载变化时，介质稳频振荡器的振荡频率将发生变化，把这种现象称为振荡器的频率牵引。负载的变化相当于振荡器输出端口驻波比发生变化。在设计振荡器时，要求驻波比在某范围内频率牵引系数不大于规定值。频率牵引系数可按下式计算 （8-28） 式中 QL——介质谐振器的有载品质因数； Po——振荡器的输出功率； Pr——振荡器的输出端口的反射功率。 上式表明，频率牵引系数F牵引与QL成反比，与Pr成正比。 * 3．专门术语的说明 * 4．介质稳频振荡器设计 * 4．介质稳频振荡器设计 图8-19 FET的三个端口编号 * 4．介质稳频振荡器设计 （2）介质谐振器耦合电路参数的拟合 图8-16中的介质谐振器与微带线在A面向电阻R0方向看的等效电路如图8-20所示。 介质谐振器相当于并联谐振电路串联在主线中，R0是50?匹配负载电阻。图中的L、C、R值取决于介质谐振器的无载Q值，也取 图8-20 介质谐振器与微带线耦合的等效电路 决于微带线损耗，以及介质谐振器与微带线的耦合强弱。 耦合电路参数的拟合过程如下： 首先测出介质谐振器在各个频率下不同m（m是介质谐振器中心到微带线中心线的耦合距离）时的若干组s11的模和相角，然后用计算机拟合出不同m时的L、C、R值。 * 4．介质稳频振荡器设计 （3）介质谐振器频率调谐机构 在实际的介质振荡器中，经常需要调谐介质谐振器的谐振频率，从而实现振荡频率的调谐，调谐方式可以是机械调谐，也可以是电调谐。 ①机械调谐 介质谐振器频率的调谐机构如图8-17（a）和图8-21所示。 图8-2l 谐振频率调谐机构 (a)介质杆；(b)金属杆；(c)介质块。 * 4．介质稳频振荡器设计 （3）介质谐振器频率调谐机构 ①机械调谐 图8-22给出了介质谐振器采用机械调谐机构时的谐振频率和无载品质因数Q0对调谐距离的变化特性。调谐距离h越小，谐振频率增高越多，但同时使无载品质因数Q0下降越多，当h超过某一值时，谐振频率和无载品质因数将不随h的增加而变化。在调谐频率时为了使无载品质因数下降不太多，机械调谐机构的频率调谐范围不应超出5%。 图8-22 谐振频率和品质因数对调谐距离的变化特性 * 4．介质稳频振荡器设计 ②电调谐 在微波集成电路技术中，主要采用变容管电调谐。它是把变容管通过微带线与介质谐振器耦合形成电调谐电路，如图8-23所示。调谐电压加在变容管两端，改变变容管结电容，就可以实现谐振频率的调整。 图8-23 变容管电调谐振荡器电路 （3）介质谐振器频率调谐机构 * 4．介质稳频振荡器设计 * 4．介质稳频振荡器设计 (4)基片厚度对无载品质因数的影响 在介质稳频振荡器电路中，电路基片的损耗对介质谐振器的无载品质因数Q0影响很大。图8-24给出了三种不同基片厚度的介质谐 图8-24 基片厚度对无载品质因数的影响 振器Q0，当基片厚度减小时，Q0也被相应减小。为了减弱这种影响，希望采用厚的基片，但厚的基片又将增大电路的色散效应。为此，在电路设计时，都采用厚度较薄的基片，以便减小色散效应，同时采用低损耗和低介电常数的圆柱环，把介质谐振器适当垫高，使介质谐振器的Q0减小不多。 * 4．介质稳频振荡器设计 ③恒温技术 在提高介质稳频振荡器温度稳定度的技术中，恒温技术也是一种常用的方法。它是将振荡器整个盒体封装在恒温槽内，恒温装置是由加热元件、热敏元件、有关的控制电路和恒温槽组成。槽内温度通常比环境最高温度还要高5~10℃，在–30 ~ +50℃范围内频率稳定度可以优于1ppm，具有较高的温度稳定度；与数字技术相比，有较好的相位噪声，但尺寸及功耗较大。 图8-25 数字控制稳频技术框图 (5)高温度稳定度实现方法 提高介质稳频振荡器的温度稳定度的方法有以下三种：正温度系数补偿法，数字技术和恒温技术。 ①正温度系数介质谐振器补偿法 由分析知道，FET振荡器电路温度系数是负的，通常采用一个具有正温度系数的介质谐振器来补偿频率随温度的漂移。 ②数字技术 见图8-25。 * 4．介质稳频振荡器设计 (6)栅极耦合式振荡器设计 由分析知道，栅极耦合式振荡电路中的介质谐振器可以等效为串接在主线中的并联谐振回路，整个电 图8-26 栅极耦合式振荡器电路设计 式中 |s11|——从P端往左视入的反射系数s11的模；∠s11——相角。 采用CAD技术即可选出最佳耦合位置、传输线长度及输出匹配电路参数。 路由匹配电阻R0、并联谐振回路、传输线、共漏极FET和输出匹配电路等五部分组成，如图8-26所示。图