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本文是以鎖相迴路原理研製一個8GHz的鎖相振盪器(Phase-Locked
Oscillator,PLO),電 路中包含電壓調控介質振盪器,除頻器,相位檢測
器,低通濾波器,及功率分配耦合器.在整個鎖相振盪器中,電壓調控介質振
盪器(Voltage-tuned Dielectric-Resonator Oscillator,VT-DRO)是以高
介電常數值的介質共振子(Dielectric resonator,DR)為共振元件,因其具
有極佳的品質因子(Quality factor,Q),可得較低的相位雜訊,及較高的溫
度穩定性.首先建立介質共振子模型,以高頻結構模擬軟體(HFSS)模擬介質
共振子與傳輸線間磁力線耦合的場圖,求出耦合電路及其等效電路.其次,
將介質共振子等效電路放入MDS軟體的設計電路中,進行小訊號模擬,決定
起始振盪的頻率.然後,進行大訊號分析,預測穩態振盪的頻率及輸出功率.
最後,以電路波封模擬器(Circuit envelop simulator),模擬鎖相迴路的
動態特性.由這些模擬結果,驗證電路設計的正確性後,進一步進行電路製
作.電路量測結果如下:壓控振盪器振盪頻率範圍為8.341~8.348GHz,平均
輸出功率為3.0dBm,離中心頻率10kHz處的相位雜訊為-65dBc/Hz,拉挽指數
在12dB的折返損失下為1.042MHz,推挽指數為0.941MHz/V;外加直流偏壓5
V,電流15mA,功率轉換效益為3.85%;電子式調控頻寬為1.2MHz/V,機械式調
控頻寬為415MHz;二次諧波功率差為17dBc,頻率穩定度為20.8kHz,溫度變
化從0~80度使頻率飄移7.6MHz.鎖相振盪器的振盪頻率為8.3468GHz,輸出
功率為0dBm;離中心頻率10kHz處,相位雜訊為-70.94dBc/Hz,100kHz處
為-95dBc/Hz;參考突波為-53dBc,二次諧振功率差為-20dBc.
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