射频振荡器MAX2620及其应用

射频振荡器 �� ! ∀ ! # 及其应用 ∃ % & ∋ ( )∗∗+ ,− . �� ! ∀ ! # + / 0 1,∋ � 22∗)(+ ,)− / 3 武警工程学院 彭月平 吴 薇 赵蔷玲 。4。馨藻 摘 要 5本文介绍了美国�� 1�公司生产的射频振荡器� � !∀ !# 的性能特点 、内部结构 、 引脚功能 、工作原理以及应用过程 , 并给出了典型应用电路。 关键词 5 �� ! ∀!# 4 振荡器 4 缓冲器 5 负阻 , 637∗78’77,1 766引言 �� ! ∀! # 是美国�� 1�公司生产 的带两级缓冲的射频振荡器 , 在模拟或数 字蜂窝电话系统中有广泛应用 , 其主要作 用是产生混频器9变频器所需要的本振信 号 。 该产品具有体积小、 功耗低 、 性能稳 定 、 振荡频率范围宽 , 以及设计简单灵活 等特点。 其主要特性包括 5 !3 :; 一< 3 !< ; 的 单电源工作模式 4 内含具有隔离负载的两 级缓冲电路4 仅有!: = > 的消耗功率?工作 电源为 ≅ 3 #Α 84 具有低至一 66# 0 Β ( 9Χ Δ 的相 位噪声 4 采用成本极低的硅双极结构设 计 4 提供低电流 ?典型值为# 3 6叭8关闭模 式 。 �� ! ∀! # 采用超小型Ε �� 塑表封 装形式 , 其引脚排列如图6所示 。 ΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦ外外接谐谐谐谐谐 蚤ΓΓΓ振振回路路 %Η Β ΙΙΙ ϑ · 4 输出缓冲电路路偏偏偏 置置置电电电路路路 图 ! �� ! ∀! & 内部结构原理图 Α 匕0 下� ΚΙ %Η ΒΙ Λ Χ Η Κ 33333 助助八〕口������� ! ∀ ! ### & ΜΝ ΑΟ Ο! Π Κ Η & ΜΝ 图 6 �� ! ∀ ! & 引脚排列图 回路可等效为一负阻 , 为外部谐振回路提 供能量 。 输出缓冲电路由两级放大电路组 成 , 其主要作用是处理放大振荡信号 , 并隔 离负载回路对振荡器的影响 。 ��火!∀ !# 的工作原理是 5 当接通电 源时 , 由于瞬时干扰信号作用 , 振荡器开 始振荡 , 当外部 电路等效正 电阻等于 � � ! ∀! # 内部等效负电阻时 , 振荡处于 平衡状态 , 输出等幅振荡信号 4 振荡信号 经过输出缓冲电路放大处理后 , 从& Μ Ν端 和& Μ Ν端输出 , 进入外接混频器或分频器 电路 。 引脚功能描述 � � ! ∀! #引脚功能如下 5 Α ΟΟ , ?6脚85 振荡器直流电源供给端 , 应用时外接 6# &&2%电容 , 起滤波去祸作 用 , 抑制电源干扰 4 认Κ Ι ?!脚85 振荡器谐振回路连接端 4 %Η ΒΙ? ≅脚85振荡器反馈电路连接端 4 ΛΧ Η Κ ?Θ 脚85 逻辑控制输入端 , 低电 平有效 , 当接低电平时 , 整个电路停止工 作 , 应用时可作为振荡器开关或电路报警 保护使用 , 不用或电路正常工作时应接高 电平或悬空 4 ∀石了?<脚85 振荡信号反相输出端 , 由 于采用开顶集电极缓冲输出电路结构 , 应 用时通过外接上拉电感、 扼流圈或电阻对 其提供直流电压 4 Π Κ Η ?∀ 脚85接地端 4 Α ΟΟ Ρ?: 脚85 输出缓冲 电路直流电源供 给端 , 应用时外接 ∗−# #2 %电容 4 & Μ Ν ?Σ脚85 振荡信号正相输出端 , 应 用时通过外接上拉电感 、 扼流圈或电阻对 其提供直流电压 。 �� ! ∀ ! # 内部结构及引脚 功能 内部结构描述 ��飞! ∀! # 内部结构原理方框图如图! 所示 , 主要包括振荡器内部电路和输出缓 冲电路 。 振荡器内部电路是一个共集电极 三极管放大电路 , 与私Κ Ι端和%Η Β Ι端外 接的谐振回路构成一个振荡器 , 其对外部 应用设计 �� !∀! #在应用时 , 需要外接一些外 围电路 , 主要包括谐振回路和输出匹配回 路。 谐振回路可采用ΤΥ 、 石英晶体和变容 二极管等元器件组成ΤΥ振荡器、 晶体振荡 器和压控振荡器 ?Α Υ−8 4 输出匹配回路可 采用电阻 、 电感和电容等元器件 ,在具体设 世界 电子元器件 ! #仍3 66 右夕 戮 计时 , 应根据实际和电路具体参数指 标 , 选择 合 适 的 回 路 电 路 和 元 件 。 � � !∀! &典型应用电路如图≅所示 , 其中 心振荡频率为 ς−− � Χ Δ , 主要应用于无线 通信。在图≅中 , 谐振回路采用变容二极管 , 其两端所加反向偏压决定振荡器的振荡 频率 , 可通过调节Α ΝΕΚ Ω端电压改变振荡频 率 , 图中所标元器件值为典型值 。 下面结 合典型应用电路 , 介绍� � !∀!# 具体应用 设计过程 。 其中 5 等效负阻∃ 。计算为 5 ϑ ?Π 十Υ# 5 8?已Ξ Υ# Θ8 七 。一一 石 几不ϑ叮一二了于尸下干一一七 ≅十七。≅十七Θ 十七。 Ψ ·二。。硒编。〕〔珊击动” 一般清况下 , Υ∋刃乙>典型值为!3 :2% , Υ#+ 和Ο #Θ 典型值为 ! 3知%。 若选取 Υ 】产 63 Λ2% , Υ 5二 6 3Λ2% , Υ ∀Ζ ∗ 3 Λ2% , Υ ≅Ζ! 3 :2% , Υ Θ Ζ 12% , Τ ‘二∋∗∗Χ匡6# [ , 典型应用电路的谐振中心频 率肠为∴## � Χ Δ , 根据以 ?∗8 式即可求出图≅ 中变容二极管的中心电容值Υ, 。 然后根据 变容二极管的容压特性关系曲线 , 即可确 踩铸一Ω嘿丁露丁变容二极管 率 ] ‘皆褥尹 3 ]< � ; 6 !。‘一≅誓 Φ士』告 助助八〕口彻彻 ���� ! ∀ ! ### 图 ≅ �� ! ∀ ! &典型应用电路 谐振回路的设计 首先应根据具体要求确定合适的电 路结构形式 , 在图≅中 , 回路采用 ΤΥ谐振 回路 , 与�� ⊥ !∀ !# 构成了电容三端式反 馈振荡电路 , 其等效电路图如图Θ所示 。然 后 , 根据具体参数指标确定各元器件的 值 , 其设计重点是变容二极管Η∗ 和感性元 件Τ , 的选取 。 尺∋ Ξ _ ∋ 定图 ≅ 中在Α ϑ 端所加电压的中心反向偏 压Α 从_Κ Ω。。 若振荡器为一个波段振荡器 , 同 样可根据谐振频率范围 , 确定变容二极管 的电容变化范围和在变容二极管两端所 加反向偏压范围。 根据这些数据 , 可选择 满足要求的变容二极管 , 设计满足电压要 求的Α 刊、端电路。 需注意的是 , 无论是单 一频率振荡器 , 还是波段振荡器 , 在选择 其中5 ς= Ζ 6Σ。 ∋ 。 根据以上数据和计算 公式 , 即可求出∃Λ 和∃/ 。 用户在设计过程 中 , 必须考虑这一点 , 若不满足条件时 , 应 修改元件参数值或重新设计电路 。 输出匹配回路的设计 输出匹配回路应实现两个功能 5 对输 出端馈电和对下一级电路进行功率传递 。 由于�� ! ∀! # 的&Μ Ν 端和 & Μ Ν端采用 开顶集电极缓冲输出电路结构 , 故必须接 上拉元件对其进行直流供电 , 外接的元器 件主要有电感、 扼流圈或电阻等 。 一般情 况下 , 可接<# # 的上拉电阻即可与<# # 负 载系统匹配 ?如图≅ 中的 &Μ Ν端8, 但功率 传输不一定达到最佳 。 若要有效的传输功 率 , 使效率最佳 , 则上拉元器件应采用电 感或扼流圈 ?如图≅中的&Μ Ν端8, 这时也 应使上拉元器件与负载系统相匹配 。 表 6 为振荡器输出端在不同频率时 , 有效传输 功率所需要的最佳负载阻抗值 。 在实际应 用中 , 可根据表6数据 , 利用最佳匹配网络 理论和技术来设计最佳输出匹配回路 。 。 知⋯一九⎯ 一⋯ 干‘Η∗ )⎯ ⎯星 ⎯ ⎯」 亡亡。 555 「「一一 振振荡频率率 实阻抗 ∃∃∃ 虚阻抗 ?& 888 ???�Χ Δ 888 ?& 88888 !!! < ### 6 #∀∀∀ 6∀≅≅≅ ≅≅≅ < ### ∀ ΣΣΣ 6#!!! ΘΘΘ <### ∀### ∴∀∀∀ <<<<### ≅ <<< :∴∴∴ ∀∀∀ < ### 6: 3<<< ∀! ≅≅≅ ::: <### 6:之之 <# 3 ∀∀∀ ΣΣΣ <### 6#乡乡 ≅≅ 3 666 ∴∴∴ <### : ‘≅≅≅ !∀ ≅≅≅ 666# <### ∀<<< !! 3 ::: 图 Θ 典型应用电路振荡器部分等效电路 变容二极管和设计偏压 电路 时 , 应考虑一定的误差 , 使有效 振荡频率一定在其范围内, 以 便在实际应用进行调试 。 为使振荡器获得极低的相 位噪声 , 在保证振荡频率范围 的条件下 , 应使Υ Λ和Υ6 ,尽可能 的小 , 另一个更有效是 , 选 择高α值的感性元件Τ ∗ , 比较常 表6 振荡频率与最佳负载阻抗对应表 图Θ 中 5 Υ ∋Ν。为电路板的寄生等效 电容 4 Υ Η 1为变容二极管的等效电容 4 Τ ∗为 陶瓷谐振器的等效电感 5 凡为陶瓷谐振器 的谐振等效电阻 4 Υ# 。和 Υ#Θ 为� � !∀ !&内 部电路的寄生电容 4 ∃/ 为� � ! ∀! # 内部 电路等效负阻 。 根据图Θ司推导出振荡器的振荡频率为5 不β刁赢磅磨砚黔〔”4 用的有陶瓷传输线类型的谐振器和高α 值电感 , 图≅采用的是陶瓷谐振器 。 在设计谐振回路时 , 为使电路容易起 振且性能稳定 , 应使回路等效电阻值小于 � � ⊥ ! ∀! # 内部电路等效负阻的绝对值 。 对于典型应用电路 , 则是 5 凡χ6 9Δ1 ∃/ ], 凡和 ∃/ 如图Θ 所示。在图Θ 中 , Τ 1的α值为6Θ# , 则 可计算∃ 2 5 凡Ζ α ⊥ Ρ兀 δ⊥ Τ 1 4 �� ! ∀!# 内部 结束语 Κ 1� ! ∀!#的主要优点在于 , 内部带有 两级缓冲器 , 对振荡信号进行放大处理后 可直接驱动混频器或前置分频器 , 同时隔 离负载对振荡器的影响 5 应用设计灵活简 单 , 在通信领域中有一定的应用前景。 口皿 鞭 夕口 世界电子元器件 ! #似66