一种新型的宽带压控振荡器的设计

1、所有的故障数之比。在功能测试完全性方面,也出现了多种考核方法。例如,建立了时序电路状态转换故障模型7后,就可采用测试向量序列的状态转换故障覆盖率。还有一种方法是以电路功能的图论模型为基础的“功能覆盖率”。用图来描述电路功能的方法也是形式多样的,处理状态转换图外,还有电路HDL描述中的流程图。将测试向量序列作用于电路时,其工作过程在图论模型中的反映是经历了若干有向边,这个有向边与模型中总的有向边之比就是功能覆盖率。参考文献1杨士元.数字系统的故障诊断与可靠性设计M.北京:清华大学出版社,2002.2K.T.Chang.Functionaltestgenerationforfinitestatem

2、achineC.Proc.InternationaltestConf.1990:1622168.3.孙海平.高明伦.UIO序列优化搜索算法的研究J.电子学报,2002,(5):6672671.4.曾成碧.时序系统的状态组区别序列测试方法J.微电子学,2000,(3):1872192.5LeeD,YannakakisM.PrinciplesandmethodsoftestingfinitestatemachinesC.Proc.oftheIEEE,1996,84(8):109021123.6王红霞,叶晓慧,何光进.基于FSM的时序电路测试生成探析J.电子器件,2008,31(3):9042906

3、.7郑菊言.面向功能的测试矢量生成技术的探讨J.航空电子技术,1998,99(1):35238.8王红霞,叶晓慧,姚琼荟.求解时序电路稳定状态的仿真方法J.国外电子测试技术,2006,(8):10-12.9王发坤,张志坚,王红霞.时序电路的FSM实现C.电子线路年会,2006.10吴永,贺前华,涂用军.一种基于多UIO的一致性测试序列()优化方法J.计算机科学,2007,2:274-276.作者简介:王红霞,女,博士研究生,主要从事测试性分析、故障诊断方面的研究;陈志坚,男,硕士研究生,主要从事可测试性设计、电路分析与综合方面的研究;叶晓慧,男,博士生导师,主要从事故障诊断、网络传感器等方面的

4、研究;何光进:男,硕士研究生,主要从事测试性分析、故障诊断方面的研究。收稿日期:2008-09-22(8483)文章编号:1671-10401(2009)02-0112-02钟恒,(,成都610065)摘要:,构DesignSystem对电路进行仿真和优化,在0-30V800MHz-2200MHz,相位噪声为-88.06dBc/Hz10kHz。实现了一种利用变容二极管直接调频,具有低相位噪声,低成本,易根据需求优化参数的宽带压控振荡器。关键词:宽带;压控振荡器;变容二极管中图分类号:TP211+.7文献标识码:B良好、副波少、易于维护的频率调制方案。1变容二极管调频1.1变容二极管调频原理实现

5、调频的方法很多,直接调频就是用调制信号电压直接去控制自激振荡器的振荡频率。在u(t)的控制下,结电容随时间发生变化如图1(a)所示。结电容是振荡器的振荡回路的一部分,结电容随调制信号变化,回路总电容也随调制信号变化,故振荡频率也将随调制信号而变化,如图1(b)所示。只要适当选取变容二极管的特性及工作状态,可以使振荡频率的变化与调制信号近似成线性关系,如图1(c)所示,从而实现调频。1.2变容二极管SPICE模型构建SPICE是电路设计者为分析系统中部分电路的电流电压关系开发的一种电路级模拟程序。仿真算法中用到的模型为最基本的元件和单管。对二极管而言,其模型基本可以通过以下参数加以描述:作为已知

6、参数,可以直接由工艺过程或器件材料决定的有禁带宽度EG,饱和电流温度指数XTI,闪烁噪声系数KF和闪烁噪声系数AF;反映二极管IV(电流电压)特性的静态模型参数主要有反向饱和电流IS,反向击穿电压BV,发射系数N,反向击穿电流IBV,梯度系数M,内建电势VJ和串联电阻RS;反映CV(电容电压)特性的动态模型参数主要有零偏结电容CJO和渡越时间TT。元件测量温度TNOM,XTI,EG则反映了饱和电流随温度变化的特性。为了达到能覆盖足够宽的频带,我们采用了SMV1265超突变变容二极管来进行调谐。在调谐电压变化范围为1-30V的时候相应的电容值为13.9-0.8pF,变容比高达19,同时串联阻抗低

7、,非常适用于宽带压控振荡器调频。构建准确的变容二极管SPICE模型,并对其进行仿真在宽带压控振荡器的设计中至关重要。图2是在AdvancedDesignSystem里面构建的SMV1265的SPICE模型,可以得出变容二极管容值CV的计算公式为Anoveldesignofawide2bandVCOZHONGHeng,SILei,WANGYong(SchoolofElectronicsandInformationEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,China)Abstract:Thispaperanalyzestheprincipleoffre

8、quencytuningbasedonvaractordiode,anddesignsawide2bandvoltagecontroloscillator(VCO)withbalancedcircuitconfiguration.TheVCOissimulatedandoptimizedinAdvancedDesignSystemtooperatewith2in0230Vtuningvoltage.Thefrequencycovers800MHz22200MHzwithassociatedphasenoiseperformanceof<288.06dBc/Hz10kHz.Themetho

9、dinthispaperenablesaVCObasedonvaractordiodewithwidebandcoverage,lowphasenoise,lowcostaswellaseasyoptimizedtosatisfytherequiredgoa.lKeywords:wideband;VCO;varactordiode0引言随着现代通信系统的快速发展,使得对信号带宽的要求不断扩大,作为机顶盒接收系统的重要组成部分,宽带VCO的要求也越来也高,要求能覆盖更多的频带、相位噪声低、线性度好,更重要的是要能维持低成本,使其在市场上具有竞争力。本文介绍了一种新型的压控振荡器结构,采用具有高变

10、容比和高线性度的变容二极管直接调频,即工作于发射载频的LC振荡回路上直接调频,再后续电路上,可以采用晶体振荡器和锁相环电路来稳定中心频率,实现了一种低成本、性能112欢迎光临本刊网站CV=C(1+VRVJ)M+CP路仿真以及优化,测试结果如图4和图5所示。由于对关键性器件的选择适当以及对电路结构的合理优化,经ADS仿真优化后,压控振荡器在调谐电压范围0-30V内,其输出频率范围在0.8GHz-2.2GHz,频率带宽高达1.2GHz,相位噪声为-88106dBc/Hz,10kHz。超突变变容二极管SMV1265的SPICE模型通过ADS仿真后得到的调谐曲线与实际测得的调谐曲线基本吻合,SPICE

11、模型的成功建立为整个宽带VCO的设计以及仿真的准确度提供了有力的保障。2宽带压控振荡器电路设计图3为VCO设计电路图。系统整体由一对双极性三极管NE68119构成反馈回路,一对背靠背串联连接的超突变变容二极管SMV1265构成谐振回路。运用背靠背结构可以得到更好的电路性能。容值为0.40pF的C2和1pF的C3作为电路中寄生电容模型在ADS中进行仿真。其取值也取决与PCBLayout。变容二极管的直流偏置经由两个为1k的电阻,虽然这样可能会对VCO相位噪声有一定得影响,但是这样可以将系统整体的寄生振荡减小到最小,从而减少了频率失真,增加了输出频率稳定性。Cser1和Cser2为隔直电容。这里我

12、们采用SRC网络模型。Cser1和Cser2容值经优化后为10pF,可以提供最佳的调谐线性度。谐振模块中的电感由微带线TL4构成,当压控振荡器工作在高频时,微带线可以提供更好的电路响应。传输线TL1提供系统反馈,保证了在整个调谐范围内功率响应平坦度。系统输出通过双极性三极管的集电极、电容网络模型SCR1和SCR2进行隔直。R1、R3、R5为一对NE68119提供直流偏置,经优化后分别取值为2.1k和0.8k,4结论,实现了一种新型。经过电路结构的合理优化,1GHz,相位噪-.,电路结构,。,高性能的压控振荡器的实现方法,在、射频扫频频谱分析仪等方面得到广泛应用。参考文献1RandallWRhe

13、a.OscillatorDesignandSimulation.NoblePub2lishing.ISBN1-884932-30-4,1995,34.2JeremyEverard,WileyInter-science.FundamentalsofRFCir2cuitDesign(withLowNoiseOscillators).ISBN0-471-49793-2,2001,156.3KevinW.Kobayashi,ANovelHeterojunctionBipolarTransistorVCOUsinganActiveTunableInductance,IEEEMICROWAVEANDGUI

14、DEDWAVELETTERS,VOL.4,NO.7,JULY1994.4AlphaIndustries,Inc.,ABalancedWidebandVCOforSet-TopTVTunerApplications,APN1005,JULY2005.5GeorgeDVendelin,AnthonyMPavio,MicrowaveCircuitDe2sign,ISBN0-471-60276-0,1990,Chapter66拉德马内斯,射频与微波电子学M.北京:科学出版社,2006.7UlrichL.Rohde,DavidP.Newkirk.无线应用射频微波电路设计M.北京:电子工业出版社,2004

15、.8稻叶保.振荡电路的设计与应用M.北京:科学出版社,2004.3电路调试及仿真在AdvanceDesignSystem中,我们对压控振荡器进行了电(上接第54页)作者简介:钟恒(1984-),男,硕士研究生,研究方向:集成电路设计与应用以及射频电路设计:司雷,(1981-)男,硕士研究生,研究方向:电路与系统;王勇,男,博士,副教授,研究方向:集成电路设计与应用。收稿日期:2009-01-21(9023)3结束语本文依据IEC61131-3国际标准规定的FBD语言的特点和相关需求,设计了一套完整易用的数据结构,成功实现了一个界面友好、功能齐全、编程快捷、使用方便且易于维护的功能块图编程系统。目前该编程系统使用良好,能够满足客户需求,并且在Windows2000和98系统下运行正常。参考文献1钱能.C+程序设计教程M.北京:清华大学出版社,1999.2侯俊杰.深入浅出MFC.第二版M.武汉:华中科技大学出版社,2002.3BOOCHG.面向对象分析与设计M.冯博琴,冯岚,薛涛等译.第二版.北京:机械工业出版社,2003.4中国国家标准化管理委员会.GB/T15969.3-2005可编程序控制器第3部分:编程语言S.北京:中国标准出版社