【正文】 min,則電容變比為t=Cmax/Cmint愈大，表示結(jié)電容在一定電壓變化范圍內(nèi)相對變化量愈大，可實(shí)現(xiàn)電調(diào)范圍就愈寬。(a) 等效電路 （b）結(jié)點(diǎn)容Cjv特性 變?nèi)莨艿奶匦噪娐放cCjv特性變?nèi)荻O管的主要參數(shù)變?nèi)荻O管用作電調(diào)振蕩器時(shí)有幾個(gè)重要參數(shù)：電容變比t、品質(zhì)因數(shù)Q、截止頻率fc、自諧振頻率fD等對振蕩器影響較大。（b）表示了變?nèi)莨芙Y(jié)電容Cj隨外加電壓v變化的關(guān)系曲線。m是結(jié)電容非線性稀疏，它的大小取決于PN結(jié)的結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)濃度分布狀況。Rs隨外加電壓變化很小，因而一般把它當(dāng)常量看待。它的理想化電路模型可以表示成一個(gè)結(jié)電容Cj和電阻Rs相串聯(lián)的電路，考慮封裝電感Ls和封裝電容Cp的影響，(a)所示。要選擇變?nèi)莨?，我們首先要對其基本原理和主要參?shù)有所了解。帶有LAYOUT的大信號模型可以用來生成版圖。SP模型只能得到初步的結(jié)果，對于某些應(yīng)用來說已經(jīng)足夠，不能用來大信號的方針，或者直流饋電電路的設(shè)計(jì)，不能直接生成版圖。這里需說明，在ADS庫中晶體管由兩種仿真模型：SP參數(shù)模型和大信號模型。對應(yīng)的在電路仿真時(shí)采用的是ADS元件庫里所提供的芯片。鑒于上述這些要求，在設(shè)計(jì)中選用HP公司的AT—41411。另外，雙極晶體管的制造工藝十分成熟，在器件的可靠性，抗電壓沖擊性，偏置電路簡單等許多方面都占有相當(dāng)優(yōu)勢。通常要求fT (3~10)fmax。晶體管的最高振蕩頻率與特征頻率的關(guān)系表述如下：其中Rb是基極擴(kuò)散電阻，C0是集電極——基極結(jié)電容。我們可以求出fT的近似表達(dá)式式中，τx是載流子在基極——集電極耗盡層的渡越時(shí)間；τb是載流子在基區(qū)的渡越時(shí)間。微波雙極晶體管的特征頻率可以達(dá)到15GHz ，一般工作頻率只用到C波段以下，即其特性頻率較高。微波雙極晶體管的一個(gè)重要性能參數(shù)是特征頻率fT ,它是共發(fā)射極短路電流增益│hfc│=1時(shí)的頻率。微波雙極晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常是平面型。在本設(shè)計(jì)中，選用微波雙極晶體管。單極型晶體管就是場效應(yīng)晶體管，在微波中使用的主要是金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MESFET），由于其中只有一種載流子參與導(dǎo)電故稱單極型晶體管，由于砷化鎵材料的Vmft的乘積比硅大5倍，目前多采用砷化鎵材料。 主要元器件的選擇微波晶體管分為雙極型與單極型兩種,雙極型晶體管就是一般的npn或pnp晶體管，由于硅的特征頻率ft與最大允許電壓Vm的乘積Vmft=2*1011伏/秒比鍺材料的大一倍，因而在微波應(yīng)用中主要是npn型的硅管。因此，從理論和實(shí)踐上設(shè)計(jì)好壓控振蕩器是十分重要的。而輸出信號的調(diào)頻噪聲（相位噪聲）與輸出長期頻率穩(wěn)定度一并構(gòu)成了鎖相頻率合成器非常關(guān)鍵的兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)。其中Kv是VCO的壓控靈敏度，它表示單位控制電壓可使VCO角頻率變化的大小。即：用S參數(shù)的形式，表示為 其中K是穩(wěn)定系數(shù)。放大器在每個(gè)輸入電平下調(diào)諧到最大有效增益GME。 輸出功率Pucel 等指出FET放大器的功率飽和特性可以用式（）估算。這相當(dāng)于單口負(fù)阻振蕩器的起振條件。顯然欲產(chǎn)生振蕩，穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)小于1。振蕩條件可以表示為 () () () 式中D=S11S22S12S21。利用上兩式和ΓL= a2/ b2的關(guān)系可得到 ()同樣，利用式（）、（）和Γg = a1/ b1的關(guān)系可得到 () 如前述振蕩器和放大器設(shè)計(jì)很相似，不同之處在于振蕩器工作于反饋狀態(tài)，而放大器工作在負(fù)反饋狀態(tài)，要求穩(wěn)定系數(shù)k1, S11’ 1,S22’ 1。設(shè)雙端口網(wǎng)絡(luò)的入射波為aa2，反射波為bb2。 雙端口振蕩器原理圖設(shè)輸入阻抗為Zin=Rin+jXin，輸入端反射系數(shù)為Γin，向諧振網(wǎng)絡(luò)看進(jìn)去的阻抗為Zg=Rin+jXin,相應(yīng)的反射系數(shù)為Γg。晶體三極管的散射矩陣[S]用S1S1S2S22表示。 起振條件。不能簡單的用小信號S參數(shù)分析。所不同的僅僅是放大器工作于負(fù)反饋狀態(tài)，一般S1S22都小于1，穩(wěn)定系數(shù)大于1，所以便于用一般的史密斯圓圖或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，屬于線性電路設(shè)計(jì)范疇。 從設(shè)計(jì)角度看，雙端口振蕩器的設(shè)計(jì)和放大器的設(shè)計(jì)很相似。因此，從反饋角度考慮，雙端口振蕩器又稱為反饋振蕩器。 用S參數(shù)分析法根據(jù)前述內(nèi)容我們知道，無論是微波雙極晶體管或場效應(yīng)晶體管，都可以視為一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò)，在適當(dāng)端接下，均可以構(gòu)成振蕩器。其它還可根據(jù)功率大小、相位噪聲高低等性能來劃分振蕩源。按穩(wěn)頻方式分按穩(wěn)頻方式可分為穩(wěn)頻振蕩器與一般振蕩器，而穩(wěn)頻振蕩器有以下幾種形式1）晶體穩(wěn)頻源。按照電路形式分1）同軸腔振蕩器；2）波導(dǎo)腔振蕩器；3）微波集成（或混合集成）振蕩器（含微帶、鰭線）；4）微波單片振蕩器（MMIC OSC.）。微波二極管是單結(jié)器件，由它構(gòu)成的振蕩器又稱單端口振蕩器。根據(jù)振蕩器工作帶寬又可分為寬帶與窄帶的形式。振蕩器分類方法很多，這里分別從工作頻段和帶寬、器件類型、電路結(jié)構(gòu)形式、調(diào)諧方式、穩(wěn)頻方式來對其進(jìn)行分類。它主要用作各種中小功率調(diào)制載波信號源、收發(fā)信機(jī)中的本機(jī)振蕩源和激勵(lì)器、以及測量系統(tǒng)中的基本信號源。下面主要介紹一下振蕩器的原理與設(shè)計(jì)方法。高穩(wěn)定度的微波振蕩源可以提高超外差接收機(jī)的信噪比和靈敏度；對射頻通信系統(tǒng)而言，則可以提高通信質(zhì)量，充分利用電磁頻譜資源；在儀表測量中微波振蕩源的好壞直接影響到測量的精度和穩(wěn)定度。1工作溫度范圍及其他要求。指直流工作電壓177。用dBcmin或用dBm表示。雜散電平或寄生頻率分量。諧波電平。用以說明振蕩器輸出頻率隨電源電壓變化的敏感程度。駐波比ρ表示。說明振蕩器負(fù)載變化（由匹配到指定的失配）引起輸出頻率變化的敏感程度。定義為振蕩器預(yù)置到頻帶內(nèi)某一頻率，經(jīng)過一指定時(shí)間后引起的輸出頻率漂移最大值。指電壓調(diào)諧振蕩器由輸出頻率初值調(diào)諧到指定頻率范圍終值所需的時(shí)間。此外調(diào)諧線性度還有用最大調(diào)諧頻偏與最小調(diào)諧頻偏之比或百分?jǐn)?shù)表示法。3) 調(diào)諧線性度。對變?nèi)莨苷{(diào)諧，以MHz/V表示；對YIG調(diào)諧，用MHz/mA表示。2) 調(diào)諧（或調(diào)制）靈敏度。模擬調(diào)諧包括：1) 調(diào)諧電壓范圍。長期頻率穩(wěn)定度指振蕩器件的老化和元件參數(shù)慢變化引起的頻率漂移（一般按年、月、日計(jì)）以及環(huán)境條件改變（如溫度、壓力、電源電壓等）引起的頻率慢變化（一般以時(shí)、日、月、年計(jì)），常用一定時(shí)間內(nèi)頻率的相對變化Δf/f表示。若考慮隨頻率的變化或隨溫度的變化時(shí)，則用功率起伏表示，常以177。也可用f0+% f0表示。振蕩器的主要技術(shù)指標(biāo)是振蕩器性能質(zhì)量的標(biāo)志，是設(shè)計(jì)研制、質(zhì)檢考核、選擇使用的依據(jù)。在使用的固態(tài)器件中，固態(tài)三端器件與固態(tài)二端器件相比具有效率高、噪聲低、頻帶寬及易于集成等優(yōu)勢。制作振蕩器的有源器件可以用固態(tài)器件和電真空器件。二是每個(gè)口對另外兩口的信號，力求短路。LO口的匹配可以有效的向本地振蕩器汲取功率。一是匹配。由于器件非線性特性的高次方項(xiàng)，使本振與輸入信號除產(chǎn)生有用中頻分量外還會產(chǎn)生很多組合頻率，當(dāng)某些組合頻率落到中頻帶寬內(nèi)，就形成了對有用中頻信號的干擾。與放大器一樣，也可以用下列質(zhì)量指標(biāo)衡量它的線性性能。線性范圍混頻器對輸入RF小信號而言是線性網(wǎng)絡(luò)，其輸出中頻信號與輸入射頻信號的幅度成正比。對于這種信號頻譜位于本振兩側(cè)的情況，測得混頻器的噪聲系數(shù)稱為混頻器的雙邊噪聲系數(shù)(DSB)。對于零中頻方案的接收機(jī)，由于射頻頻率和本振頻率相等，若射頻為已調(diào)信號，它的頻譜位于載頻兩邊，則經(jīng)過混頻后，它僅將信號頻帶內(nèi)的噪聲搬到了零中頻的頻帶內(nèi)(因?yàn)榇藭r(shí)無鏡頻)?；祛l器的噪聲有兩種定義和測量方法，即雙邊(DSB)和單邊(SSB)噪聲系數(shù)。噪聲混頻器緊跟LNA后面，屬于接收機(jī)的前端電路，它的噪聲性能對接收機(jī)的影響很大。有源混頻器的增益大于l，它由場效應(yīng)管和雙極型晶體管構(gòu)成?；祛l器可以分為有源混頻器和無源混頻器兩種，它們的區(qū)別就在于是否有功率增益，無源混頻器的增益小于1，稱為混頻損耗。由于兩個(gè)口的阻抗不同，功率增益和電壓增益的關(guān)系是 （）如果以dB表示，則功率增益和電壓增益的分貝數(shù)值就不同。同樣，混頻器的中頻口也應(yīng)和中頻濾波器匹配，低于100MHz的中頻濾波器的阻抗一般都大于50Ω。 混頻器主要性能指標(biāo)舉例增益10dBNF12dBIIP3+5dBm輸入阻抗50Ω口間隔離10~20dB下面分別說明各參數(shù)的意義：增益混頻器的增