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電路板(PCB)設計壓控振蕩器是關鍵解決方案
隨著5G的到來，對高帶寬的需求空前高漲，并且在家工作的人們比以往任何時候都要多。幸運的是，現代IC提供了復雜的數字調制方案，以充分利用這些高帶寬通信通道。
盡管如此，壓控振蕩器仍在幫助設計人員解決與帶寬需求相關的問題，它在許多模擬和RF信號處理系統中越來越多地使用。
壓控振蕩器的基本原理
設計工程師可以利用壓控振蕩器（VCO）改善RF和無線通信應用，而不必擔心過多的噪聲，高功耗和系統占用空間。
可以通過研究電氣領域最常用的振蕩器LC電路來研究振蕩器的基本原理。該振蕩器的基本功能是來回交換能量。
能量流經電容器，然后以電場形式存儲在極板之間，然后再釋放給電感器。電感器將能量存儲為磁場，然后能夠將電荷傳遞回初始電容器板，從而重新開始該過程-這次，電流沿相反方向流動。
這種振蕩器的一個缺點是其設計靈活性有限：設計人員無法在不增加附屬電路的情況下控制輸出信號。
由于已知振蕩器是自主的非線性電路，因此產生可控變化將立即改變游戲規則是有意義的。對可控解決方案的需求導致了壓控振蕩器（VCO）的產生。VCO設計為輸出可通過輸入電壓控制的周期性信號。
VCO的類型
振蕩器分為兩類：調諧的和未調諧的。調諧振蕩器在反饋路徑內使用頻率選擇電路，并產生正弦信號。另一方面，未調諧的振蕩器可避免環路輔助電路，并產生非線性信號（三角形，鋸齒形，正方形）。
LC，RC和SC電路屬于調諧類別的振蕩器，在經典力學中也稱為諧波振蕩器。
諸如張弛振蕩器之類的未調諧振蕩器在高開關電流和充電電流的情況下表現出對噪聲敏感的重復性行為。由于調諧振蕩器尺寸大且缺少高質量的無源電感器，因此很難將其集成到系統中。
在基于諧波和基于張弛的振蕩器中改變頻率也很難改變輸出。對于設計人員來說，VCO是一個有用的解決方案。
無線通信中使用的VCO
在收發器上集成VCO進行無線通信將需要外部諧振器，以增強無線通道。
VCO在鎖相環（PLL）中工作良好，鎖相環是一種生成具有固定參考信號的信號的控制系統。由于其緊湊的尺寸，許多設計人員都希望將環形振蕩器用于PLLS中以用于數字時鐘生成和數據恢復。但是，環形振蕩器不穩定，會很快耗散能量。這些振蕩器將需要在輸入階段進行監控，這意味著增加了組件和成本。
請記住，由于VCO要求高功耗，較大的調諧范圍和外部分立組件，因此它們將導致更大的設計尺寸。
ADI公司推出四頻帶VCO
ADI公司（ADI）最近推出了一系列四頻VCO，以說明VCO的一些核心原則，這些四頻VCO可以為RF和微波應用提供寬帶功能，降低噪聲和降低功耗。
ADI的四種新型窄帶VCO包括HMC8364、8362和8074。這些器件在高密度情況下具有優勢，因為它們由砷化鎵組成。每個解決方案都配備了諧振器，負電阻器件和壓控變容二極管。
ADI公司似乎試圖通過新系列的VCO解決當前振蕩器的關鍵挑戰。例如，就尺寸而言，占位面積為6 mm x 6 mm，不需要外部匹配組件。ADI公司還表示，這些器件消耗的功率很小，并且可以阻止帶有內置諧振器的噪聲進入系統。