振荡器知识

       振荡器是一种可在受激时会产生可重复且可预测的频率响应的材料和结构，是很多模拟、数字和射频电路中的

关键部件。某些类型的振荡器由通过相互作用而产生振荡的电气元件组成，而另外一些振荡器则采用可在受激时生成

谐振信号的材料。振荡器的电气性能和稳定性会因为长时间工作、环境温度、所用材料以及元件退化或其他因素而受

到影响，为了避免这一问题，一些类型的振荡器还会采用数字或模拟控制电路。

PEWGN1000

波导耿式二极管振荡器

35 GHz中心频率

+/-3.0 GHz调谐范围

-95 dBc/Hz相位噪声

Ka波段

WR-28 UG-599/U法兰

01

LC电路振荡器

       早期的一些振荡器会通过电感和电容电路产生谐振和振荡信号。这一时期的无线电系统以旋钮和开关调节电感

值和电容值的方式，来实现改变谐振特性的目的。此类系统通常比采用其他技术的振荡器体积更大，且必须持续调谐

，才能保持所需的振荡性能。LC电路振荡器现已基本被集成电路中的晶体振荡器和其他电路类型振荡器所取代。

02

同轴谐振振荡器

       同轴元件也可用于在与其本身的几何结构及腔体几何结构相符合的特定频率下产生电感和电容特性。此类器件

虽然因所需工作频率而在小型化方面受到限制，但其通常非常稳定，可在数百兆赫兹至数千兆赫兹范围内提供优异的

相位噪声性能。

03

晶体振荡器

       晶体振荡器由在受到电激励时产生谐振特性的晶体结构组成。此类振荡器通常非常稳定，具有优异的相位噪声

，并且可制成相对小巧的结构。在具有更高要求的应用中，晶体振荡器通常集成在更为复杂的模拟或数字电路中，这

些电路使用一个或多个振荡器及环境控制系统实现更加可靠的性能，以对频率和相位的经时变化进行限制。晶体振荡

器的振荡频率与晶体尺寸成正比，经制造可实现在数赫兹至千兆赫兹以上范围内产生谐振特性。

PE19XL6000

10 MHz温度补偿晶体振荡器

±2.5 PPM

10kHz偏置下-145 dBc/Hz

+12V

SMA

04

介质谐振振荡器（DRO）

       介质谐振振荡器是一类通过介质谐振器产生非常稳定且颤噪效应极低的高Q谐振特性的微波和毫米波频率振荡

器。介质谐振振荡器通常采用具有高介电常数和低损耗因子的介质块作为其谐振元件。与其他谐振结构类似，介质谐

振振荡器的工作频率与介质块的物理尺寸相关。虽然介质谐振振荡器与同轴谐振振荡器的腔体谐振器类似，但是其在

高频下的电阻性损耗并不增大。

05

锁相振荡器（PLO）

       锁相振荡器是由振荡器和用于提高该振荡器稳定性的模拟或数字辅助控制电路组成的复合结构。锁相振荡器通

过对所需频率特性进行校正和“锁定”的反馈网络，实现对谐振特性或振荡器激励的调整。锁相振荡器电路的要求取

决于振荡器类型、频率要求、频谱质量要求、功率输出以及其他环境因素。

PE19XP5003

100 MHz锁相晶体振荡器

10 MHz外部频率基准

-150 dBc/Hz相位噪声

SMA

PE19XP5000

50 MHz锁相晶体振荡器

10 MHz外部频率基准

-155 dBc/Hz相位噪声

表面贴装

PE19XC7005

500 MHz锁相振荡器

100 MHz外部频率基准

-110 dBc/Hz相位噪声

SMA

PE19XP5011

2 GHz锁相振荡器

100 MHz外部频率基准

-110 dBc/Hz相位噪声

表面贴装

06

压控振荡器（VCO）

       压控振荡器是一种可由输入电压信号（通常为直流信号）控制的振荡器。压控振荡器分为带可变电容（变容）

二极管器件的压控晶体振荡器（VCXO）、钇铁石榴石（YIG）调谐振荡器等多种类型。

PE1V31005

商用标准压控振荡器

50 - 100 MHz

-115 dBc/Hz相位噪声

SMA

PE1V34003

高可靠性密封压控振荡器

38.4 - 43.2 GHz

-98 dBc/Hz相位噪声

2.4mm可现场更换连接器

PE1V11026

商用表贴压控振荡器

4 - 5 GHz

-78 dBc/Hz相位噪声

表面贴装

频率合成器知识

       频率合成器是一种可从单个基准频率生成多个频率的电路。频率合成器通常使用倍频/分频、混频或锁相环等

不同技术，生成信号或对来自振荡器的进行修饰。较近期的一种技术称为直接数字合成法（DirectDigital Synthesis

），其采用查找表等数字编程方法生成所需的输出频率。

01

锁相环（PLL）频率合成器

       锁相环频率合成器与锁相振荡器类似，其不同点在于，锁相环频率合成器的反馈控制电路还可进一步以可预测

的方式对输出频率进行调节。与锁相振荡器类似，锁相环频率合成器反馈电路的目的也在于将该电路的输出相位与输

入相位锁定，然而在同时，锁相环频率合成器所生成的控制信号还用作压控振荡器的激励。某些锁相环合成器结构为

采用整数N或分数N设计的间接数字合成器。

PE11S3900

USB频率合成器模块

锁相环（PPL）

35 MHz - 4.4 GHz

SMA

PE11S1001

SPI频率合成器模块

锁相环（PPL）

5.5 - 10.5 GHz 

SMA

02

整数N锁相环频率合成器

       此类型的锁相环合成器采用带负反馈的倍频功能产生基准频率整数倍的输出频率。通常，这一控制功能由输出

压控振荡器控制模拟电压的数字电路实现。整数N锁相环的一项无可避免的缺点在于，信号的相位噪声随倍频倍数的增

加而增加。

03

分数N锁相环频率合成器

       此类型锁相环合成器比整数N合成器的改进之处在于，其允许输出频率为操作数的分数信道与分数模数的比数

。因此，其所得频率分辨率为鉴相器频率的一部分，从而与整数N合成器相比，有效降低了相位噪声。然而，此类型的

锁相环合成器必须精确设计，因此其复杂度高于其他锁相环合成器。

04

直接数字合成（DDS）频率合成器

       最新的数字合成射频信号生成技术已发展至可直接从数字基准信号生成射频信号。这一过程通常涉及创建数字

波形，之后通过数模（D/A）转换器将其转换成射频信号。DDS频率合成器通常封装成集成电路，且仅需要使用一个能

够提供足以生成目标信号余量和精确度的时钟。

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