《电子电路大全(PDF格式)》第180章

（c　）印制板底板面
（印制板尺寸　1。242″　×　1。242″，板厚 0。062″，板材FR…4　）
图　1。9。5 868MHz　应用电路的印制板图
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·64　· 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
（a　）元器件布局图
（b　）印制板元器件面
（c　）印制板底板面
（印制板尺寸　1。242″　×　1。242″，板厚　0。031″，板材FR…4　）
图　1。9。6 915MHz　应用电路的印制板图
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第1　章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·65　·　
1．基准振荡器的设计
基准振荡器电路如图　1。9。7　所示。
图　1。9。7 基准振荡器电路
基准振荡器是　Colpitts　结构，采用晶振基波型的一个并联谐振回路，晶体管放大器是　
一个射级跟随器，电压增益受阻抗变换器的影响，电容　C1　和　C2 的串联组合，与晶体管　
输入端的电容并联形成一个容性负载，与晶振并联。电容器的数值可用下面的两个公式计　
算：
60C 1　
C1= load C2　=
f　r 1 1　
C C　
load 1　
上式中的　Cload　负载电容通常取　32pF；f　r　是振荡器频率，以　MHz　为单位，这个频率既可　
以通过改变　C2 来调节，也可以通过设置一个可调节的与晶振串联的电容器来调节。例如，　
假设需要一个　14MHz　的频率和一个　32pF　的负载电容，则　C1=137。1pF，C2=41。7pF　。振荡器　
能否起振，可通过观察引脚　2　的信号来检查，引脚2　的电压（峰…峰值）应该为　500mV　左右，　
这可降低基准电压和信号失真时的噪声。如果这个电压（峰…峰值）高于　500mV，那么要增　
加电容器　C1 的值。这些电容器的值在设计期间常常都要改变。与晶体串联的可变电容器可　
以改变振荡器频率，但也将会改变振荡器的驱动电平。　
2　．压控振荡器的设计
在整个发射电路的设计过程中，一个重要的环节就是压控振荡器（VCO　）的设计。压控　
振荡器是差分放大器结构，VCO 由内部的变容二极管调谐。变容二极管是通过4kOhm 电阻的　
环路滤波器的输出电压调谐。
电感和变容二极管对差分放大器进行调谐。为了调谐压控振荡器（VCO　）的频率，需要　
计算连接在引脚　12　和　13　之间的电感的数值。电感器的数值计算可由下式决定：
2　
1　
1　
L　= o
2　f C　
π　
式中，f 是要设计得到的工作频率；L　是电感器的数值；C　是变容器二极管和寄生电容数值，　
为了计算设电容为　1。5pF。根据　1。5pF 电容可计算每个引脚的电感。例如，假设需要一个　
868MHz　的工作频率，则可计算出电感的值应为22。4nH　，可以取一个接近的值22nH　。
压控振荡器的调试如下：首先选择适当的电感器和电容器的值，使压控振荡器在设定的　
频率上运行，其中电容值包括变容二极管和寄生电容两部分。压控振荡器正常的运行在设定　
的频率上后，需要设定其灵敏度。灵敏度是由连接到控制电压输入端与地之间的电压决定的。　
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·66　· 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
压控振荡器（VCO　）的灵敏度用　Hz/V　来表示。当电容值减小的时候，增加电感的值，将会　
使灵敏度增强；反之，当电容值增大的时候，减小电感器的值，将会降低灵敏度。但是在增　
大或者减小元器件值的时候，必须确保中心频率恒定不变为一常数。
3　．锁相环电路的设计
锁相环电路需要一个外接的环路滤波器来组成锁相环回路。环路滤波器把充电泵的输出　
电压转换成压控振荡器（VCO　）的控制电压，充电泵的输出端经过一个4　kOhm的电阻连接到压　
控振荡器，环路滤波器连接在引脚　12 （LOOP FLT　）上，这将形成由一个旁路电容和RC 串　
联组成的二阶滤波器。环路滤波器的示意图如图　1。9。8　所示。
图　1。9。8 环路滤波器
传输系数为：
＋　
sτ　1
2　
F　（s）　=R o　
2
＋　
sτ　（sτ　1）
2 1　
式中，时间常数定义为：
C　C
τ　=R C ，τ　=R o　1 2
2 2 2 1 2　
C1　＋C2
环路带宽为：
1　
ω =
LBW　
ττ　
1　2