设计发射机时面临的问题之一是振荡器牵引(Oscillator Pulling),有时也称为注入牵引(Injection Pulling)。我们已经知道,功率放大器的输出功率非常高,因此也会有很高的摆幅(1W – 20Vpp),对于 1W 的功率,输出处会有 20 伏峰峰值电压。高压通过硅衬底耦合到系统的各个部分,如下图所示,电压通过衬底耦合到本地振荡器(LO),因此其中一部分将被注入到各个模块中,而不仅仅是LO。寄生电容 (Cpara) 可能成为该电路中的一个问题,因为它可以通过输出端口馈通并影响本地振荡器。这里主要关注振荡器,因为振荡器通常容易受到频率接近振荡器频率的任何外部周期信号的影响,特别是PA的on/off。当然,VCO的电源也是影响VCO振荡频率的一个因素,振荡器本身是对电源敏感型器件,但是这个叫做Pushing,单位Hz/V or Hz/mV。
上面第一张图,想象这是一个 GMSK 发射机,我们有一个距离中心频率有点远的信号 ( w LO +Δw )。这是我们在功率放大器输出端得到的信号,功率放大器的大信号输出可能通过硅基衬底,封装寄生,芯片外的PCB走线耦合到LO。因此,想象一下频率为w LO +Δw 的信号通过基板耦合注入本地振荡器内部。外部周期信号耦合到自主振荡器可以加速或减慢振荡,这称为振荡器牵引。
上图显示了从 PA 输出又耦合注入到 LO 的噪声,并且 LO 输出处的噪声略低,我们得到了主要分量(载波频率)加上额外分量。上图从上到下当我们增加注入信号的幅度时,主要成分开始向右侧移动,这称为振荡器牵引。最后,你可以看到振荡器没有以 wo 的频率振荡,因为这个耦合注入的信号非常大,LO将被拉到右侧并且远离wo 。
上图显示了本地振荡器的输出频谱,这里我们有一种不同类型的注入,它恰恰相反。想象一下现在这个注入信号的频率为w o -Δw 。我们并不总是需要比中心频点更高的频率,它也可以比中心频率更低,所以在这张图中,我们可以看到它的较低频率。我们正在增加注入信号的幅度,正如所看到的,它开始向左侧拉动,并且频谱的输出变得对称,最后我们将得到一个f 0 -Δ的信号F 。此时本地振荡器的工作频率低于载波频率。
振荡器牵引VCO Pulling是我们面临的重要性问题,我们在接下来的文章中会讨论振荡器牵引的解决方案。
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