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  • 振荡中的基本概念

    A.  噪声系数:

          它是基于这样一个事实提出来的,我们希望有用信号和输入端的噪声通过系统时,系统不引入附加的噪声,即输出端与输入端有相同的信噪比。因此噪声系数定义为输入端的信噪比与输出端的信噪比的比值,即 (通常用dB表示):

    系统的总噪声系数往往取决于第一级的噪声系数。

    B.  接收灵敏度

          它往往是衡量接收微弱信号能力的重要指标之一,通俗地讲就是在保证接收机输出信噪比一定时,接收机输入的最小信号电压或功率。为了提高接收灵敏度,首先是降低接收机的噪声系数,其次是要降低接收机前端设备的温度。

    C.  -1dB功率压缩点

          它是指输出响应与其线性响应的延长线在输出功率差1dB时的输入电平Pin-1 dB,对应的实际输出响应为输出1dB压缩点Pout-1 dB,且有:

    其中,KP(dB)是指线性增益值。实际中,我们总希望电路工作在线性范围内,所以输入一般以-1dB为上限,该参数定量描述了电路的失真特性。

     

    图 1 -1dB压缩点

    实际中,我们总希望电路工作在线性范围内,所以输入一般以-1dB为上限,该参数定量描述了电路的失真特性。

    D.  三阶互调截点(两个信号的相互调制)

        它是指三阶互调功率达到和基波功率相等的点IP3,此点对应输入功率表示为IIP3,对应的输出功率表示为OIP3,三阶互调截点越高,则带内强信号互调产生的杂散响应对系统的影响就越小。

    图2 三阶互调截点

    E.  动态范围

    它是指接收机能正常工作所承受的信号变化范围。通常用三阶互调截点和-1dB压缩点来表征系统的线性度和动态范围。这里把-1dB压缩点的输入信号电平与灵敏度(MDS)之比定义为线性动态范围,用dB表示:

     

    F.  相位噪声

          相位噪声是对时钟信号噪声特性的频域表征方式,表征时钟信号频率的稳定度,是指偏离载波频率(f-fc)处1Hz带宽内噪声功率与载波信号总功率的比值,符号为L(f),单位为dBc/Hz。时钟抖动是属于时钟噪声的时域表示。图3是一个时钟信号的频谱特性,如果单频信号非常稳定的话,从频谱上看其边带会随着远离主频的位置逐渐降低,在偏离载波(f-fc)处,相位噪声约等于载波频率处曲线的高度与f处曲线的高度之差,即图中L(f-fc)值。

    图3 相位噪声定义

    对于VCO而言,降低相位噪声的方法有:提高谐振回路Q值、增强输出功率、选择噪声系数小的放大管等等。

    G. 负阻振荡器(负阻概念略)

    当负阻器件所呈现的负阻与LC振荡回路的等效阻抗电阻相等时(即负阻器件向振荡回路所提供的能量恰好补偿回路的能量损耗时),电路就能维持稳定的等幅振荡,如图4:

     

    图4 负阻振荡原理

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