振荡器是什么？振荡器的指标都有哪些？怎样才能振荡？

 

(1) 振荡器是什么？

 

振荡器是射频系统中一个重要的部件。比如说，VCO，中文名称为，压控振荡器，是PLL的核心部件。

振荡器和放大器一样，都可以将直流功率转换成交流交流功率。但是振荡器不需要外部提供输入信号，就能产生交流输出；而放大器需要有外部输入信号，才能产生交流输出。

虽说做放大器的人，不希望放大器成为振荡器；但是振荡器在PLL中也是个香馍馍，必不可少的。

 

(2) 振荡器的指标都有哪些？

 

首先，振荡器要满足一定的频率范围，从而满足射频系统的需求。在这个频率范围内，振荡器的指标都需要满足要求。

再者，振荡器的相位噪声要满足要求，虽说PLL的整体相噪并不完全取决于VCO，但是环路带宽外，还是主要受VCO本身相噪的影响。

还有，振荡器的输出电压幅度(output voltage swing)，因为振荡器一般作为mixer的本振，需要有足够大，从而能够开断混频器内部的管子。

其次，振荡器的驱动能力(drive capability)，因为VCO作为PLL的一部分，当用作混频器的本振时，需要能够驱动至少一个混频器+一个分频器的输入电容。

还有，振荡器的功耗。

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(3) 怎样才能振荡？

 

假设有一个简单的线性负反馈系统，如下图所示。

从上面的输出与输入的公式，可以看出，当H(s=jw1)=-1时，从输入到输出的增益接近无穷大。

这样的话，电路可以对频率w1处的噪声进行无穷放大，从而得到频率为w1的输出信号。

H(s)是一个复数函数，所以H(jw1)=-1可以等价于

以上电路振荡的两个条件，称为“巴克豪森准则”。

也可以基于上面的电路，分析一下当H(s=jw1)=1时，振荡器是怎么开始振荡起来的。

从上面的分析可知，如果满足下面条件，电路也会形成振荡输出。而且由于反馈回来的信号被环路放大，所以会更快的形成振荡输出。

 

参考文献：

 

razavi, 射频微电子