1.压控振荡器原理--简介

　　压控振荡器，其英文名称为voltage-controlled oscillator, 简称VCO，是一种以电压输入来用来控制振荡频率的电子振荡电路设计。其振荡的频率或重复的比例会随着直流电压的不同而改变，这个特性可以用来将调变讯号当做压控振荡器的输入而产生不同的调变讯号，像是FM调变、PM调变、PWM调变。

　　指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路(VCO)，频率是输入信号电压的函数的振荡器VCO，振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制，就可构成一个压控振荡器。

　　其特性用输出角频率ω0与输入控制电压uc之间的关系曲线(图1)来表示。图中,uc为零时的角频率ω0,0称为自由振荡角频率;曲线在ω0,0处的斜率K0称为控制灵敏度。在通信或测量仪器中，输入控制电压是欲传输或欲测量的信号(调制信号)。人们通常把压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号。在自动频率控制环路和锁相环环路中，输入控制电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的一个受控部件。

　　压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好、控制灵敏度高、调频范围宽、频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄;RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。

　　2.压控振荡器原理--优点

　　压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好、控制灵敏度高、调频范围宽、频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄;RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。

　　3.压控振荡器原理

　　高频压控振荡器的电压控制频率部份, 通常是用变容二极管C 与电感 L, 所接成的 LC 谐振电路。提高变容二极管的逆向偏压, 二极管内的空泛区会加大, 两导体面之距离一变长, 电容就降低了, 此 LC 电路的谐振频率, 就会被提高。 反之, 降低逆向偏压时, 二极管内的电容变大, 频率就会降低。而低频压控振荡器则依照不同频率而选择不同的方法，例如以改变对电容的充电速率为手段来得到一个电压控制的电流源。

　　4.压控振荡器原理--应用

　　压控振荡器的应用也是十分广泛的，经常被应用在以下几个方面：

　　1、讯号产生器。

　　2、电子音乐中用来制造变调。

　　3、锁相回路。

　　4、通讯设备中的频率合成器。

　　1.中心频率

　　是指频率调节范围的中间值，即振荡器频率的最大值和最小值的中间值，中心频率的大小取决于振荡器的结构和元器件参数，而且还随着工艺和温度相应改变;随着科学技术的不断发展和产品性能的调高，现如今CMOS压控振荡器的中心频率能够达到10GHz。

　　2.调谐范围

　　是指调节输出频率的变化范围，即振荡器的最大调谐频率和最小调谐频率的差值

　　压控振荡器要有足够大的调谐范围才能满足输出频率达到所需要的值。

　　3.调谐增益

　　即压控振荡器的灵敏度，是指单位的输入电压与输出频率的变化，一般用Kv表示，单位是Hz/V，在实际应用上讲，压控器的灵敏度越高，噪声响应在控制线路上越强，结果干扰输出频率就越大，就会使压控振荡器的噪声性能降低。所以需要寻找VCO的增益和噪声性能的平衡。

　　4.输出振幅

　　即VCO输出频谱的峰值。通过优化相位噪声，就要尽可能的加大输出电压时的幅值，从而会使压控增益

　　降低。不断减少，要提高输出的幅值尤其重要伴随着CMOS工艺的不断发展，输入电压不断减少，要提高输出的幅值尤其重要。

　　5.调谐线性度

　　就是指压控增益

　　，理想的压控振荡器其是常数，实际工作中压控振荡器的表现是非线性的，要想在整个调谐范围内使

　　。为常数，尽量使其在调谐范围内变化最小。

　　6.相位噪声

　　振荡器进入稳定状态时，电路中的噪声干扰电路工作，这就是相位噪声。单位是dBc/Hz.

　　7.功耗

　　在工作中，电路中的噪声、降低功耗是CMOS压控振荡器主要的研究方向，振荡器的功耗与工作的频率、输入的电压及输出的频率大小等有密切联系。目前振荡器功耗能达到一到几十mW。

　　8.其他性能指标

　　输出频率的频谱密度，由于噪声等其他影响，输出的波形并不是理想波形，为了尽量使其达到理想波形，设计电路时要抑制谐波的存在;电源与共模抑制，电源噪声对压控振荡器影响也较大，为了达到较好的共模抑制，在设计时要视情况采取差动线路或其他线路。