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电压控制振荡器 (VCO) 的基础知识

许多电子应用需要根据其他信号的幅值来改变某个信号的频率。调频信号便是一个很好的例子，其中的载波频率随着调制源幅值的变化而变化。此外，还有锁相环 (PLL)：这种电路使用控制系统来改变振荡器的频率和/或相位，以匹配输入参考信号的频率/相位。

设计者的目标是：确定如何尽可能以低成本的方式实现该功能，同时确保精度、可靠性以及不受时间和温度影响的稳定性。

这就是压控振荡器 (VCO) 的功能。这类器件用于提供一种频率会在合理的范围内随输入信号的电压幅值变化而变化的输出信号。压控振荡器可用于 PLL、频率和相位调制器、雷达和许多其他电子系统中。

锁相环电路中压控振荡器的SET响应研究

空间辐射环境中的锁相环在SET作用下,将产生频率或相位偏差,甚至导致振荡中止,造成通信或功能中断。压控振荡器是锁相环中的关键电路,也是对SET敏感的部件之一。本文基于工艺校准的器件模型,采用TCAD混合模拟的方法,针对180nm体硅CMOS工艺下高频锁相环中的压控振荡器,研究了偏置条件、入射粒子的能量以及温度对压控振荡器SET响应的影响,通过分析失效机理,以指导抗辐照压控振荡器的设计。研究结果表明,当器件工作在截止区时,入射粒子引起压控振荡器输出时钟的相位差小;压控振荡器的输出时钟错误脉冲数随着入射粒子LET的增加而线性增加;随着器件工作温度的升高,轰击粒子引起压控振荡器输出时钟的相位差也是增大的。

振荡器定义

振荡器简单地说就是一个频率源，一般用在锁相环中。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”，其涵义就暗指交流，振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。能够完成从直流电能到交流电能的转化，这样的装置就可以称为“振荡器”。

压控振荡器应用领域

主要应用于电子领域，由于其频率范围广泛（1.25MHZ-80MHZ）故压控振荡器的应用极为广泛，如彩色电视机高频头中的本机振荡电路、各种自动频率控制(AFC)系统中的振荡电路、锁相环路(PLL)中所用的振荡电路等均为压控振荡器。尤其在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟***电路和频率综合器电路等更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。