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电路板(PCB)设计压控振荡器是关键解决方案
随着5G的到来，对高带宽的需求空前高涨，并且在家工作的人们比以往任何时候都要多。幸运的是，现代IC提供了复杂的数字调制方案，以充分利用这些高带宽通信通道。
尽管如此，压控振荡器仍在帮助设计人员解决与带宽需求相关的问题，它在许多模拟和RF信号处理系统中越来越多地使用。
压控振荡器的基本原理
设计工程师可以利用压控振荡器（VCO）改善RF和无线通信应用，而不必担心过多的噪声，高功耗和系统占用空间。
可以通过研究电气领域最常用的振荡器LC电路来研究振荡器的基本原理。该振荡器的基本功能是来回交换能量。
能量流经电容器，然后以电场形式存储在极板之间，然后再释放给电感器。电感器将能量存储为磁场，然后能够将电荷传递回初始电容器板，从而重新开始该过程-这次，电流沿相反方向流动。
这种振荡器的一个缺点是其设计灵活性有限：设计人员无法在不增加附属电路的情况下控制输出信号。
由于已知振荡器是自主的非线性电路，因此产生可控变化将立即改变游戏规则是有意义的。对可控解决方案的需求导致了压控振荡器（VCO）的产生。VCO设计为输出可通过输入电压控制的周期性信号。
VCO的类型
振荡器分为两类：调谐的和未调谐的。调谐振荡器在反馈路径内使用频率选择电路，并产生正弦信号。另一方面，未调谐的振荡器可避免环路辅助电路，并产生非线性信号（三角形，锯齿形，正方形）。
LC，RC和SC电路属于调谐类别的振荡器，在经典力学中也称为谐波振荡器。
诸如张弛振荡器之类的未调谐振荡器在高开关电流和充电电流的情况下表现出对噪声敏感的重复性行为。由于调谐振荡器尺寸大且缺少高质量的无源电感器，因此很难将其集成到系统中。
在基于谐波和基于张弛的振荡器中改变频率也很难改变输出。对于设计人员来说，VCO是一个有用的解决方案。
无线通信中使用的VCO
在收发器上集成VCO进行无线通信将需要外部谐振器，以增强无线通道。
VCO在锁相环（PLL）中工作良好，锁相环是一种生成具有固定参考信号的信号的控制系统。由于其紧凑的尺寸，许多设计人员都希望将环形振荡器用于PLLS中以用于数字时钟生成和数据恢复。但是，环形振荡器不稳定，会很快耗散能量。这些振荡器将需要在输入阶段进行监控，这意味着增加了组件和成本。
请记住，由于VCO要求高功耗，较大的调谐范围和外部分立组件，因此它们将导致更大的设计尺寸。
ADI公司推出四频带VCO
ADI公司（ADI）最近推出了一系列四频VCO，以说明VCO的一些核心原则，这些四频VCO可以为RF和微波应用提供宽带功能，降低噪声和降低功耗。
ADI的四种新型窄带VCO包括HMC8364、8362和8074。这些器件在高密度情况下具有优势，因为它们由砷化镓组成。每个解决方案都配备了谐振器，负电阻器件和压控变容二极管。
ADI公司似乎试图通过新系列的VCO解决当前振荡器的关键挑战。例如，就尺寸而言，占位面积为6 mm x 6 mm，不需要外部匹配组件。ADI公司还表示，这些器件消耗的功率很小，并且可以阻止带有内置谐振器的噪声进入系统。