基于有载品质因数的低抖动时钟电路研究

抖动作为衡量时钟信号质量的重要指标,对电子系统的性能具有重要意义。数据采集系统要获得良好的信噪比,就必须要有高性能低抖动的时钟信号。本文应用相位噪声与抖动的关系,同时结合相位噪声Leeson模型,研究了时钟信号发生电路的抖动及相位噪声特性,分析了电路有载品质因数QL对抖动的影响,并给出了电路主要器件与抖动关系的显性表达式。以一种100 MHz低抖动时钟信号发生电路为例,进行了理论分析、仿真和实验验证,并将其应用到2.5 GHz采样时钟信号发生电路中进行了对比测试。结果表明,提高电路的有载品质因素QL可以明显改善其抖动及相位噪声特性。

并联谐振回路的有载品质因数Q_L

本文讨论信号源的内阻抗和容性负载对谐振回路的影响,及现行教材的不足之处,并给出正确的结论。一个实际的 LC 并联谐回路如图1(a)所示,此即实际的简单并联谐振回路。对该回路有:

LC谐振回路的品质因数

电感、电容元件以及谐振回路的特性 ,可以用品质因数描述。元件品质因数与构成元件的材料和结构有关 ,并且随频率变化 ;谐振回路的品质因数除了与元件参数有关外 ,还与信号源内阻和外接负载以及电路构成有关 ,它们实质上都是无功功率和有功功率的比值。

用于WPT的双路E类逆变器功率合成拓扑及其电感耦合集成

针对现有用于无线电能传输系统的E类逆变器存在磁元件损耗大,谐振参数容差能力低以及输出功率有限的缺点,提出了一种新颖的双路(或偶数路)E类逆变器功率合成输出的无线电能传输系统拓扑,其逆变器利用耦合电感抑制偶次谐波电流并降低有载品质因数,在谐振参数存在较大偏差时仍然可以高效运行。同时,利用磁集成方法降低了磁元件数量与损耗。系统的补偿网络基于串串谐振补偿,并利用π型跨导使得系统电压增益与负载变化无关,保证输出电压恒定。利用一台1MHz样机验证了所提出拓扑的可行性及优良性能。样机的电压增益基本不受负载变化的影响,其E类逆变器在全负载范围内均能实现软开关,逆变器峰值效率达到了92%。

一种巴特勒低噪声声表面波振荡器的设计

从提高有载品质因数QL的角度出发设计了一种315MHz低噪声声表面波振荡器。通过分析巴特勒共基声表面波振荡电路得到了QL的表示式,在此基础上设计了一个实际的315MHz巴特勒共基声表面波振荡器样机,并对其进行了相位噪声测试。设计中使用的声表面波谐振器是R315,其无载品质因数Q0约为1.06×104,实际测得该振荡器的相位噪声结果为-129dBc/Hz@1kHz和-161dBc/Hz@10kHz。

一种钽酸锂压控振荡器的设计与实现

该文使用具有低电容比、宽调谐范围的钽酸锂晶体设计了一巴特勒共基低相位噪声压控振荡器,此设计在寻求高有载品质因数QL的同时保持了振荡器的输出功率。使用的钽酸锂晶体的无载品质因数Q0约为1.24×103,其频率为10.727MHz。设计出的巴特勒振荡器QL≈33%Q0,输出功率约为11dBm。不加压控的情况下,实际测得该振荡器的相位噪声结果为-85dBc/Hz@10 Hz和-145dBc/Hz@1kHz。在此基础上,增加一变容二极管作为压控元件设计了钽酸锂压控振荡器,在2~10 V范围内,测得控制电压压控斜率约为86.6×10-6/V,相位噪声测试结果优于-82dBc/Hz@10Hz和-142dBc/Hz@1kHz,实现了具有宽调谐范围的低相位噪声钽酸锂振荡器的设计。

50 MHz低噪声Colpitts石英晶体振荡器设计

该文在振荡器Leeson模型的基础上分析了有载品质因数(Q_L)对振荡器相位噪声的影响,且通过分析Colpitts振荡电路得到了其Q_L的表达式,明确了Q_L与电路参数的精确关系。并用安捷伦ADS软件对50 MHz Colpitts晶体振荡器的相位噪声进行了仿真,根据仿真结果在提高Q_L的基础上设计了一晶体振荡器样机,样机采用AT切三次泛音、49U电阻焊封装的晶体谐振器,其无载品质因数(Q_0)为1.45×10~5。经测试得到其相位噪声指标优于-107dBc/Hz@10Hz、-134dBc/Hz@100Hz和-152dBc/Hz@1kHz。实验结果表明,基于提高Q_L设计低相噪晶体振荡器的方法是可行的。

3mm准光腔Q值测量的一种新方法

本文提出了利用厘米波段频谱仪对 3mm准光腔进行谐振频率和 Q值自动测量的一种新方法。此方法的优点在于可利用现有厘米波段仪器进行毫米波弱信号的测量。

双耦合口相对论速调管放大器输入腔特性的等效电路法研究

针对一种具有两个注入耦合口的相对论速调管放大器输入腔系统,利用等效电路方法,分析得到了系统的散射矩阵。在对散射矩阵元S21的相位对角频率求导的基础上,推导出了系统有载品质因数表达式。利用高频场分析软件给出的系统的群时延曲线,可得到计算有载品质因数所需的谐振频率和群时延时间,进而得到系统的有载品质因数。与衰减法得到的有载品质因数进行比较,结果符合较好,但计算速度更快,且可进行参数扫描,以优化结构。

高Q值稳频谐振腔的研究

高Ｑ值稳频谐振腔的研究陈忠贵，吴先良（安徽大学机械厂合肥２３００３９）（安徽大学电子工程与信息科学系合肥２３００３９）微波固态耿氏振荡器具有寿命长，噪声低，体积小和重量轻的特点。但一般耿民振荡器的频率稳定度太低，如不采用稳频措施，只有１０－‘数量级，...

用谐振腔微扰法测量太阳能电池片的介电常数和介电损耗角正切

实验利用近代物理微波技术实验仪器,采用谐振腔微扰法,测量太阳能电池片放入谐振腔前后的频率,应用电磁场理论,能计算得到介电常数的虚部ε″和ε′实部,进而求出太阳能电池片的介电常数ε=ε′-iε″和介电损耗角正切tgδε。

基于虚拟仪器的振荡器相位噪声特性研究

从D.B.Leeson的反馈振荡器模型出发,分析了有载品质因数QL对振荡器相位噪声的影响。依据Takashi Ohira的无源二端口网络QL表达式,推导出西勒振荡电路的QL电路元件参数之间的量化关系,进一步分析出影响西勒振荡器有载品质因数QL的关键元器件参数。在此基础上引入虚拟仪器技术,利用LabVIEW与Multisim的联合仿真开发振荡器相位噪声分析平台,将影响振荡器相位噪声的关键元器件设置为输入控件,运用LabVIEW强大的数据分析功能测量关键元器件参数不同取值下的Multisim仿真输出波形的功率谱密度。将多次仿真分析结果记录保存后,合并显示在同一“X Y图”控件中,从而直观动态的展示电路元器件参数变化对振荡电路的相位噪声特性的影响。该平台不仅可以用于验证理论分析结果,也为振荡器相位噪声的分析及低相位噪声振荡器的设计提供了新思路和新方法。