無論是基于調(diào)制還是數(shù)字調(diào)制，所有的微波通信系統(tǒng)都需要一個(gè)本地振蕩器信號(hào)源，以便將信息印入射頻載波。固定帶寬的調(diào)制射頻信號(hào)所能攜帶的數(shù)據(jù)量直接關(guān)系到本振信號(hào)源的質(zhì)量。有許多不同的架構(gòu)在使用中，但產(chǎn)生本地振蕩器源的最常用方法之一是鎖相環(huán)(PLL)頻率源，它將壓控振蕩器(VCO)的采樣輸出與低相位噪聲參考振蕩器的輸出鎖定。鎖相壓控振蕩器的輸出信號(hào)可以根據(jù)需要進(jìn)行倍增和放大，以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)RF轉(zhuǎn)換元件，如混頻器、調(diào)制器和解調(diào)器。

全新VCO系列

現(xiàn)在，Hittite Microwave提供了一個(gè)新的頻率產(chǎn)生產(chǎn)品系列，使設(shè)計(jì)人員能夠達(dá)到新的集成度和空間效率水平。Hittite開發(fā)了一種創(chuàng)新技術(shù)，用于生產(chǎn)vco，該技術(shù)提供寬調(diào)諧帶寬以及一致的輸出功率，非?？斓恼{(diào)制帶寬，低直流功耗和低單邊帶(SSB)相位噪聲。這條基于mmic的寬帶vco新產(chǎn)品線補(bǔ)充了該公司基于mmic的LO生成和分發(fā)組件的廣泛產(chǎn)品線。

許多不同的VCO拓?fù)淇梢院芎玫毓ぷ髟谡瓗瞻l(fā)器，需要不到10%的調(diào)諧帶寬;然而，工業(yè)/醫(yī)療測試和測量設(shè)備、軍事通信、電子戰(zhàn)(EW)和電子對(duì)抗(ECM)等其他應(yīng)用可能需要提供高達(dá)或超過一個(gè)倍頻程帶寬的頻率產(chǎn)生源。到目前為止，尋求生產(chǎn)高質(zhì)量寬帶參考頻率源的RF設(shè)計(jì)人員已經(jīng)被迫使用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要么在針對(duì)不同頻率調(diào)諧的多個(gè)源之間切換，要么使用其他復(fù)雜的技術(shù)人為地?cái)U(kuò)展固有窄帶源的帶寬。

這個(gè)新的VCO系列有三個(gè)器件。HMC586LC4B是一款4至8 GHz的壓控振蕩器，在100 kHz偏置時(shí)SSB相位噪聲極低，為-105 dBc/Hz，在整個(gè)調(diào)諧帶寬范圍內(nèi)，輸出功率為+5 dBm，變化幅度為±1.0 dB。HMC587LC4B是一個(gè)5到10 GHz的壓控振蕩器，輸出功率為+5 dBm，在100 kHz偏移時(shí)SSB相位噪聲為-98 dBc/Hz。最后，HMC588LC4B是一款8.0至12.5 GHz的壓控振蕩器，在100 kHz偏置時(shí)SSB相位噪聲極低，為-93 dBc/Hz，輸出功率高達(dá)+5 dBm。

這些完全集成的寬調(diào)諧帶寬壓控振蕩器將諧振器、負(fù)電阻器件和變?nèi)荻O管集成在一個(gè)封裝中。由于單片結(jié)構(gòu)，輸出功率和相位噪聲性能在溫度范圍內(nèi)非常出色。功率輸出與頻率非常一致，在輸出調(diào)諧帶寬上通常有±0.5 dB的變化。這些寬帶vco的V(調(diào)諧)端口接受0V和+20V之間的單個(gè)正調(diào)諧電壓，并適應(yīng)帶寬高達(dá)65 MHz的非?？斓恼{(diào)制。

赫梯寬帶vco獨(dú)特地結(jié)合了低相位噪聲、低功耗和超小尺寸的特性，使其成為眾多小尺寸應(yīng)用的理想選擇，包括工業(yè)/醫(yī)療測試和測量設(shè)備以及軍事通信、電子戰(zhàn)(EW)和電子對(duì)抗(ECM)。與分立混合vco相比，Hittite的集成MMIC vco可幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)高可靠性、低功耗、小尺寸和穩(wěn)定性能的目標(biāo)。例如，HMC586LC4B不需要外部匹配或調(diào)諧組件，其PCB占地面積極小，為16 mm(2)，功耗低于300 mW。具有類似調(diào)諧范圍的混合VCO消耗1300 mW，占用130 mm(2)的PC板面積。較低的功耗意味著需要最小的散熱，而減少的占地面積意味著設(shè)計(jì)師可以大幅縮小他們的振蕩器設(shè)計(jì);這兩種優(yōu)勢都能降低成本，加快產(chǎn)品上市速度。

基于混合動(dòng)力的vco通常采用玻璃纖維基板材料(如FR4)和沖壓金屬蓋板。這種裝配技術(shù)可能會(huì)在用戶系統(tǒng)中產(chǎn)生問題，包括不必要的耦合效應(yīng)和與射頻接地相關(guān)的挑戰(zhàn)。赫梯的每個(gè)寬帶vco都安裝在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SMT兼容陶瓷4 × 4 mm QFN無引線封裝中，這些封裝本身符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，并且在高速，大批量的SMT生產(chǎn)線中非常常見。此外，所有三個(gè)vco采用相同的封裝引腳，促進(jìn)通用PCB方法。

工作溫度對(duì)壓控振蕩器的性能也起著至關(guān)重要的作用。赫梯寬帶vco的額定工作溫度范圍為-40°C至+85°C，可用于更寬的工作溫度以及客戶特定的最小/最大規(guī)格要求的定制測試篩選。基于玻璃纖維基板和沖壓金屬蓋的混合vco受到寄生效應(yīng)的影響，在如此寬的溫度范圍內(nèi)降低性能。

圖4舉例說明了如何使用HMC588LC4B寬帶壓控振蕩器、HMC494LP3除以8、HMC394LP4 5位計(jì)數(shù)器和HMC439QS16G相頻檢測器快速制造出輸出功率為+5 dBm、極低SSB相位噪聲和400 MHz步長的全SMT寬帶鎖相環(huán)。

如圖所示，使用HMC494LP3 GaAs HBT固定模分頻器和HMC394LP4 GaAs HBT可編程5位計(jì)數(shù)器的組合，HMC588LC4B的耦合輸出被除以160到248的因數(shù)。HMC439QS16G相位頻率檢測器用于鎖相HMC394LP4的輸出，與外部50 MHz參考振蕩器的輸出相鎖。在所示示例中，HMC394LP4 5位計(jì)數(shù)器通過20到31的整數(shù)值步進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)400 MHz PLL步長。

Hittite的MMIC vco提供-15至-20 dBc的二次諧波抑制，而不存在次諧波和雜散輸出。這樣的光譜純度允許設(shè)計(jì)人員避免為了滿足系統(tǒng)雜散要求而使用昂貴的濾波方法。

Hittite Microwave以提供高性能頻率產(chǎn)生和分配產(chǎn)品而聞名，包括:分頻器，乘法器，動(dòng)態(tài)預(yù)衡器，壓控振蕩器，鎖相振蕩器(PLOs)和完整的合成器。Hittite提供50多種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，可用于從DC到80 GHz的信號(hào)產(chǎn)生環(huán)路。標(biāo)準(zhǔn)VCO產(chǎn)品基于成熟的InGaP HBT MMIC工藝，可提供高輸出功率和低單邊帶相位噪聲，同時(shí)具有相對(duì)較低的直流功耗。此外，Hittite還開發(fā)了數(shù)百種定制vco，以滿足特定應(yīng)用的要求。

設(shè)計(jì)師可以從Hittite提供的376多種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品中進(jìn)行選擇，包括調(diào)制器，移相器，衰減器，增益塊放大器和開關(guān)。所有赫梯產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表和支持信息可在www.hittite.com上在線獲得。