压控振荡器原理和应用说明
压控振荡器（VCO
一应用范围
用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。 二基本工作原理
利用变容管结电容Cj 随反向偏置电压VT 变化而变化的特点（VT=OV 时Cj 是最大值，一 般变容管VT 落在2V-8V 压间，Cj 呈线性变化，VT 在8-10V 则一般为非线性变化，如图1 所示，VT 在10-20V 时，非线性十分明显），结合低噪声振荡电路设计制作成为振荡器，当 改变变容管的控制电压，振荡器振荡频率随之改变，这样的振荡器称作压控振荡器（VCO 。 压控振荡器的调谐电压 VT 要针对所要求的产品类别及典型应用环境（例如用户提供调谐要 求，在锁相环使用中泵源提供的输出控制电压范围等
）来选择或设计，不同的压控振荡器，
对调谐电压VT 有不同的要求，一般而言，对调谐线性有较高要求者，
VT 选在1-10V ，对宽
频带调谐时，VT 则多选择1-20V 或1-24V 。图1为变容二极管的V — C 特性曲线。
图1变容二极管的V — C 特性曲线
三压控振荡器的基本参数
1工作频率：规定调谐电压范围内的频率范围称作工作频率，通常单位为“ MHZ 或
“GHz 。
2输出功率：在工作频段内输出功率标称值，用 Po 表示。通常单位为“ dBmW 。 3输出功率平稳度：指在输出振荡频率范围内，功率波动最大值，用△ P 表示，通常
单位为“ dBmW 。
4调谐灵敏度：定义为调谐电压每变化1V 时，引起振荡频率的变化量，用 MHz/ △ VT 表示，在线性区，灵敏度最咼，在非线性区灵敏度降低。
5谐波抑制：定义在测试频点，二次谐波抑制 =10Log （P 基波/P 谐波）（dBmw ）。 6推频系数：定义为供电电压每变化1V 时，引起的测试频点振荡频率的变化量，用 MHz/V 表 示。
7相位噪声：可以表述为，由于寄生寄相引起的杂散噪声频谱，在偏移主振
f0为fm 的带内，各杂散能量的总和按fin 平均值+15f0点频谱能量之比，单位为dBC/Hz 相位噪 声特点是频谱能量集中在f0附近，因此fm 越小，相噪测量值就越大，目前测量相噪选定
WV)
0 8 10
的fm有离F0 1KHz 10KH和100KH几种，根据产品特性作相应规定。产生相噪的因素主要是寄生寄相，但影响寄生寄相的因素较多，较为复杂，不同VC旷品在提高相噪指标
方面都会采取相应设计思路和工艺措施。
8 3dB调制带宽：是指特定用途的VCC在作调频使用时，调制信号（视频）为1V P-P时，产生的调频频带宽度，主要由双端压控作调频时用户的要求作出设计。
四压控振荡器的使用建议
1作为调幅或脉冲调制的载频频率源时，对振荡频率稳定度和精度要求较高，多采用锁相合成源，由于频率调整方便，精度高，在1-3GHZ或更高微波频段上广泛采用；锁相合成源原理方框如图2。
图2 锁相合成源原理方框图
2 在射频及微波波段直接作调频使用，这是VCO虫特优点，可以获得较宽的调频带宽和较好的特性，电路框图如图3。图中为单端压控情况，在通讯中专门设计双端压控产品，其中一控制端为锁定相位控制中心频率端VT1,另一端接音视频信号或脉冲信号的调制端VT2
VS（调制）
图3射频及微波领域直接调频框图
3频率跟踪系统：VCO结合数字鉴相和分频技术，制成对微弱载频讯号频率的再生讯号，实现频率自动跟踪，图4。
4多倍频程控扫源：采用VCOm描振荡结合混频技术，可以方便地获得多倍频程程控扫描
电路，例如：产生1MHz- 1GHz程控扫源，实现原理如图5所示。
a 可程控电压合1 压控、「宽带］.低通带宽稳幅
W一成扫描发生器星1振荡器?混频器滤波器放大器
本
（LO点频）
图5程控扫源框图
5点频或捷变频合成源作接收机本振，制作方便，调整工艺也较简单，在L和S波段电
视传播和通讯系统应用极广泛。
6作I/Q调制和解调用VCO目前广泛采用扩频、跳频、抗干扰通讯，由于I/Q调制和
解调的特殊性，在系统载波前端混频，或上变频，解调中频等不同频段都使用VCO对相
噪指标和工作带内杂散频谱的抑制有较严格的要求。对VCO射频输出端负载迁移现象有严
格限制，因此这一类应作专门的设计，而一般都作窄带低相噪设计和制作，宽带电路设计
五注意事项：
单独VCX般不单独作为本振源、载波调制源或信号源使用，因为频率稳定度差。
VCOf锁相环构成频率源时，必须有良好的环路设计才能获得良好的相噪和频率稳度。
VCO使用线性范围只占fO/VT特性一部分，对于线性有要求应用VT在2-8内选择较合理。
VCO M频范围宽，VT变化大，相噪相应变化也大，因此低相噪使用应选适当的频带
难度大，成本高。图6为I/Q解调应用示例:
图6 I/Q解调应用示例
图4频率自动跟踪网络框图
宽度。
六指标
特点：?采用电调变容管结合低噪声振荡原理，一体化设计
?小体积?低相噪?高可靠
?具有极广泛的应用领域
VCO表一
JO-1引脚：2: RF输出；1 :电压；8 :调谐电压；3、4、5: Ground 注：*结构可根据用户要求制作
VCO表二