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射频电路与系统 – 振荡器
RF Circuits and Systems – Oscillators
课程 5
您将学到什么
- 学生将学习如何分析和设计最基本的电路之一，即振荡器
- 他们将学习环形振荡器、LC 振荡器、压控振荡器以及相位噪声的概念
- 本课程还提供对正交振荡器和注入锁定概念的基本理解
- 我们将逐步设计交叉耦合对 LC 振荡器。
要求
- 其先决条件是充分了解模拟电路和系统。
描述
本课程重点介绍振荡器的研究和设计。我们将了解到，振荡器是能够产生可持续振荡的独立电路。本课程首先将振荡器建模为闭环反馈系统。通过研究幅度和相位图，可以得出振荡的必要条件。然后，将设计基于反馈概念和振荡条件的多级环形振荡器。然后，将介绍环形振荡器的大信号研究。随后，将提出环形振荡器的几个延迟级候选方案。
然后，本课程研究闭环反馈系统的极点-零点模式，以便能够产生振荡。通过查看 LC 电路，我们将了解到无源元件不可避免地存在损耗，从而阻止 LC 网络产生稳态振荡。然后，我们将从两个角度研究损耗补偿网络，即 (a) 反馈理论和 (b) 表现出负电阻的有源设备。然后，本课程提供了一种从头开始的交叉耦合对振荡器方法。然后，我们将了解一个基本网络，该网络为 Colpitts、Clapp 和 Pierce 拓扑等一类振荡器提供了基础模块。
然后，本课程将介绍压控振荡器 (VCO)。我们将了解 VCO 设计的一些设计规范。接下来，将介绍几种可在环形振荡器中实现调谐的机制和电路技术。随后，将深入研究基于变容二极管的 LC VCO。我们还将了解到变容二极管的品质因数有限，并且基于变容二极管的振荡器无法具有宽调谐范围。然后，我们将介绍离散调谐的概念。最后，我们将了解电感调谐的概念，并介绍两种基于磁调谐和有源电感器的方法，以促进电感调谐。
由于电感器是振荡器中必不可少的组件，因此我们将回顾片上电感器，并讨论模拟片上电感器的集总电网络。
本课程最后将对相位噪声进行概述。我们简要讨论一种用于对相位噪声进行建模的线性时间不变方法，最后，我们将讨论广泛使用的相位噪声建模 Leeson 公式。
本课程适合哪些人：
- 适合全体大三、大四本科生、研究生、设计工程师、准备进入高科技公司面试的学生、以及从事射频电路工作的工程师阅读。
