基于ADS的微波压控振荡器设计(3)
2.2 振荡器的分类
振荡器作为以一种能将直流电转换为交流电信号输出的装置，种类众多，主要可以分为谐波振荡器和弛张振荡器。
其中，谐波振荡器的特点是电路在没有外加信号激励的情况下，因依靠自己电路激荡便可输出正弦波电压；而弛张振荡器则主要用来产生方波或者三角波等非正弦波输出信号。
微波振荡器按器件来分可以分为：双极晶体管振荡器；场效应管振荡器；微波二极管振荡器。
按照调谐方式分可以分为：机械调谐振荡器；偏置调谐振荡器；变容管调谐振荡器；YIG调谐振荡器；数字调谐振荡器；光调谐振荡器。
而本论文讨论的压控振荡器(VCO)是一种以电压输入来控制振荡频率的电子振荡电路，其振荡频率会随着直流电压的改变而改变，根据此特性，我们可以将调变信号作为振荡器输入从而得到不同的输出信号。
2.3压控振荡器简述
压控振荡器即VCO，属于射频电路的重要组成部分之一。 由于射频电路多采用调制解调方式，对本振的依赖非常严重。而现代通信技术又要求广泛采用跳频、复用等新兴技术，所以采用电压控制振荡回路中电容的电容量，进而改变振荡回路谐振频率就成为实现这些技术的手段之一。
和普通本振相比，压控振荡器在谐振回路中多出了变容二极管等电控器件；一般的压控振荡器多数克拉泼振荡器形式存在，以此保证Q值的稳定性和电路工作点。
而随着电子通信领域高速发展，通信系统对电子设备的要求也越来越高，尤其是对像振荡器等这种基础部件的要求更是如此。但多年以来，我国在振荡器方面的研究投入仍然不够重视，无论是在军用领域还是在民用领域，都局限于对外国企业的引进和二次改进，在自主研制上仍然和国外有着相当的差距，虽然近年来有所进步，但是仍然没有达到质的改变，这也是我国在电子通信领域落后发达国家的重要原因之一。而在制作工艺上，我国大多数生产厂家仍然传统的双极工艺，使得产品无论是在重量，体积还是在参数性能上均无法和发达国家的产品相比，产品稳定性，CMOS工艺集成等都成为我国相关行业发展的阻碍。
在电子通信领域，我国具有非常大的市场潜力，因此，摆脱对国外企业的依赖，实现自主研究，自主开发高性能，高性价比的压控振荡器具有非常重大的经济价值和社会意义。
2.4振荡器的物理模型
振荡器主要有三个基本模块构成：
1.晶体管：负阻部件，主要用于高频大功率情况；
2.谐振回路：谐振回路决定着振荡器的工作频率，因为只有与回路谐振频率一致的交变电磁场才能与电子进行有效的相互作用；
3.能量反馈模块：此部件是从放大器角度看的。
而振荡器的物理模型主要由晶体管，输入网络和谐振网络三部分组成。
物理模型如下图所示。
图1.振荡器物理模型
2.5 振荡器的主要指标
振荡器的主要技术指标主要有以下三点：
1.振荡器的稳定度：这里面包括：频率准确度、频率稳定度、长期稳定度、短期稳定度和初始漂移。频率准确度是指振荡器实际工作频率与标称频率之间的偏差。有绝对频率准确度和相对频率准确度两种方法表示。
绝对频率准确度可以用实际工作频率和标称频率来表示，即：
相对频率准确度是绝对频率准确度与标称频率准确度的比值，即：
2.频率稳定度：即规定时间间隔内，频率准确度变化的最大值，频率稳定度有两种表示方法，即绝对频率稳定度和相对频率稳定度，通常用相对频率稳定度来表示。