与ic射频振荡器电路:设计和布局

这个射频板可能会包含一个射频振荡器。

如果你不是一个射频设计社区的成员,然后使用任何模拟振荡器似乎深奥。更多的设计师、IC和板水平,应该熟悉射频振荡器组件和电路作为新产品继续推高设计频率。

一旦GHz范围,soc和ICs成为一个更好的选择比离散组件为射频振荡器。我们编译任何设计师应该了解一些基本的振荡器和一些重要的布局技巧为设计师在GHz范围工作。

设计一个射频振荡器

有很多标准的振荡器电路你可以从现成的组件设计。这些电路通常涉及一个或多个场效应晶体管(是,JFET或MESFET),被动元件、一个或多个运算放大器,和/或变容二极管。让这些电路跑到GHz频率需要使用砷化镓(不到~ 10 GHz带宽)或氮化镓(大于~ 10 GHz带宽)活性成分。

很难获得这些振荡器由离散的组件运行在高GHz频率的原因。所涉及的问题是由于非常小的电感和电容的可用性和足够高谐振频率,以及寄生在实际电路布局。成本也会比简单地使用一个射频振荡器集成电路或晶体振荡器。尽管有这些困难,你当然可以使用离散的组件来构建一个射频振荡器运行在100 MHz或几个GHz的COTS组件。

四种基本振荡器电路。

如果你设计一个自定义的信号链必须在高功率运行,并且没有射频振荡器ICs可用,您可以构建任何上述振荡器电路或VCO / VCXO / NCO电路从离散的组件。构建这些振荡器从离散的组件需要足够高的被动者自已谐振频率。

特定电路的输出可能是正方形,三角形/锯齿,或指数(松弛振荡器)。最简单的方法把输出正弦波是一个积分器、微分器,高阶RC滤波器,或削波电路。作为一个例子,许多配装生成一个三角形波转换为方波施密特触发电路。可以转换为方波输出nearly-sinusoidal波通过波通过一个三阶或高阶RC滤波器截止频率接近基本谐波,虽然这很困难在GHz频率与离散COTS组件。更精确的信号转换方法需要运算放大器和LC坦克电路,这有点超出了本文的范围。

把一个射频振荡器链到你的信号

微波组件的公司花了大量的时间开发和完善ICs射频振荡器电路。这些组件往往很低相位噪声,通常表面装配组件,尤其是在高频率操作而设计的。这些组件可以使用上面介绍的一个电路,或他们可能会使用一个内部整数/部分锁相环高频频率合成。选项可用从几兆赫到10 GHz。

这些射频振荡器电路也可能使用一个NCO VCO来生成一个MHz或GHz信号,分别。这些集成电路也可以用作基准振荡器的锁相环反馈回路,用于合成更大的频率。小心这个实现任何射频振荡器中使用该系统将有一些有限的带宽。此外,回路滤波器(基本上一个低通滤波器)和相位检测器捕获和锁范围限制在狭窄的价值。你使用的振荡器应该足够宽的带宽,这样它与捕获/锁范围重叠。

一个射频振荡器集成电路,射频振荡器由离散的组件,以及所有其他组件的信号链应该使用表面安装组件时,可能会引起某些信号完整性问题通孔通过与通孔组件使用。sub-WiFi频率,你可能没有信号通孔元件问题只要你backdrill任何通过孔和剩余的组件存根。然而,这增加了制造和装配成本需要多个步骤删除通过和组件存根。因此,最好是使用表面安装组件射频频率更高。

连接器,如这条边发射SMA连接器,需要精确的阻抗匹配时用于任何射频振荡器。

mmWave振荡器路由

如果您正在使用一个射频振荡器mmWave频率作为一个稳定的参考振荡器,你应该尽量避免使用任何通过,尤其是通孔通过。通孔的问题通过mmWave董事会与插入损耗和共振。首先,这些结构往往是相当大的,因此它们的几何共振频率往往是类似于从一个射频振荡器的输出频率。任何产生共鸣的信号在通过将成为电磁干扰的来源和电容via-to-via耦合。

第二,很难匹配的阻抗通过一个互连,以防止反射,确保较低的插入损耗。高度稳定的射频参考振荡器,确保信号完整性和防止失真是至关重要的,通过需要正确大小的防止插入损耗。与射频振荡器频率调制或用于调节另一个信号,你通过他们需要精确地构建有足够广泛,平坦带宽。作为一个例子,确保信号完整性等5 g调制方案的滤波器组基于(FBMC),普遍过滤基于(UFMC),广义频分多路复用(GFDM)和过滤OFDM (f-OFDM)与射频振荡器在人类发展指数是困难的如果通过阻抗频谱不是正确建模。

无论你是从头开始设计一个射频振荡器或您需要把现有的组件到PCB,你可以设计,布局,模拟这些电路的行为和你的PCB,当你有了正确的工作PCB设计和分析软件。仿真工具快板PCB设计者和全套的分析工具从节奏非常适合跑步pre-layout射频振荡器电路的仿真。布线后仿真工具从节奏也适合检查信号完整性问题,可以出现在复杂的布局。

如果你想了解更多关于节奏是如何对你的解决方案,跟我们和我们的专家团队。