压控振荡器噪声分析及国产化锁相晶振推荐射频易商城

2022-07-08 19:03   来源: 互联网    阅读次数:2783
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振荡器噪声分析

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一、电噪声

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电噪声是弓}起振荡器相位噪声的主要原因, 可以说振荡器的短期频率稳定度是由电噪声决定的, 也就是振荡器的信噪比决定。 电噪声可以分为热噪声、 散弹噪声、 闪变噪声等, 热噪声是一种与频率无关的噪声, 由电子热运动引起的, 它对相位噪声的影响主要表现在噪声基底上面, 对于低噪声振荡器来说, 应该选用基区体电阻小的晶体管; 散弹噪声也是一种与频率无关的噪声, 主要是由器件中电子的随机发射与载流子分离、 复合所引起的, 散弹噪声与流经器件的电流有关, 当电流变大时, 散弹噪声变大; 爆裂噪声是由半导体中存在的缺陷调制引起的; 闪变噪声的形成机理目前还不清楚, 一般认为闪变噪声是由半导体器件表面或内部的各种杂质或陷阱对载流子进行调制而形成的。 即杂质或陷阱的调制作用使得载流子的分离、 复合速度发生变化起伏, 并引起起伏电流,这就是闪变噪声

在振荡器中, 无论是晶体管还是电容电阻都存在噪声, 其中晶体管噪声的影响是最主要的, 这是因为电容电感的Q值高, 消耗功率小, 可以认为是无噪声器件。 从而由晶体管, 电容电感等器件组成的放大器也存在噪声, 放大器的噪声一般用噪声系数来表示,在振荡器工作时, 噪声对振荡器的噪声和信号同时进行调制, 振荡器的噪声将会恶化。


二、放大器的噪声
有噪放大器可以由一个无噪放大器和在放大器输入端的等效噪声发生器来等效, 等效噪声发生器可以看为由一个与放大器输入端并联的噪声电流发生器L和一个与放大器输入端串联的噪声电压发生器E共同组成的。 


三、谐振回路的噪声

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常用的振荡器一般都是由LC回路来振荡的, 当LC谐振回路与放大器构成振荡电路时,等效噪声模型如图3

四、振荡器的Lesson噪声模型
噪声的不确定性决定了无法准确的计算某点处的相位噪声, 但是可以通过建立数学模型来预测振荡器的相位噪声的确定值, 1966年D. B. Lesson发表题为A Simple Model ofFeedbackOscillatorNoise Spectrum的文章, 它把假定与有源器件有关的白噪声分析反馈振荡器的FM噪声特性扩展到对闪烁噪声和噪声底部的分析。 这篇文章奠定了设计最佳相位噪声反馈振荡器的理论基础, 被称为振荡器的Lesson模型, 它为振荡器的设计者提供了有效地数学模型, 并且与实际测量数据吻合。

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