多功能振蕩器與頻率合成器

　　現代發射機和接收機利用多功能振蕩器和頻率合成器實現載波信號及上/下變頻本地多功能振蕩器頻率的生成，對頻率調諧的輔助以及其他功能。此類精密頻率的生成可通過多種材料和技術實現。本文對射頻和微波技術中常用的各種多功能振蕩器和頻率合成器進行簡單介紹。

　　多功能振蕩器為一種可在受激時產生可重復可預測頻率響應的材料和結構，并且是很多模擬、數字和射頻電路中的關鍵部件。某些類型的多功能振蕩器由通過相互作用而產生振蕩的電氣元件組成，而另外一些多功能振蕩器采用可在受激時生成諧振信號的材料。為了提高多功能振蕩器針對長時間工作、溫度、材料及元件退化以及其他因素的電氣性能和穩定性，某些類型的多功能振蕩器還采用數字或模擬控制電路。

　　某些早的多功能振蕩器利用電感和電容電路產生諧振和振蕩信號。早期的無線電系統通過以旋鈕和開關調節電感值和電容值的方式，實現改變諧振特性的目的。此類系統通常比采用其他的技術的多功能振蕩器體積更大，而且必須持續調諧，才能保持所需的振蕩性能。LC電路多功能振蕩器已大部分被集成電路中的晶體多功能振蕩器及其他電路類型多功能振蕩器所取代。

　　同軸元件也可用于在與其本身的幾何結構及腔體幾何結構相符合的特定頻率下產生電感和電容特性。此類器件雖然因所需工作頻率而在小型化方面受到限制，但是其通常非常穩定，而且可在數百兆赫茲至數千兆赫茲范圍內提供優異的相位噪聲性能。

　　晶體多功能振蕩器由在受到電激勵時產生諧振特性的晶體結構組成。此類多功能振蕩器通常非常穩定，具有優異的相位噪聲，而且可制成相對小巧的結構。在具有更高要求的應用中，晶體多功能振蕩器通常集成至更為復雜的模擬或數字電路中，這些電路利用一個或多個多功能振蕩器及環境控制系統實現更加可靠的性能，以對頻率和相位的經時變化進行限制。晶體多功能振蕩器的振蕩頻率與晶體尺寸成正比，而且晶體多功能振蕩器可制造成在數赫茲至千兆赫茲以上范圍內產生諧振特性。

　　介質諧振多功能振蕩器為一類利用介質諧振器產生非常穩定且顫噪效應極低的高Q諧振特性的微波和毫米波頻率多功能振蕩器。介質諧振多功能振蕩器通常采用具有高介電常數和低損耗因子的介質塊作為其諧振元件，而且與其他諧振結構類似，介質諧振多功能振蕩器的工作頻率與介質塊的物理尺寸相關。雖然介質諧振多功能振蕩器與同軸諧振多功能振蕩器的腔體諧振器類似，但是其在高頻下的電阻性損耗并不增大。

　　鎖相多功能振蕩器為由多功能振蕩器和用于提高該多功能振蕩器穩定性的模擬或數字輔助控制電路組成的復合結構。鎖相多功能振蕩器利用對所需頻率特性進行校正和“鎖定”的反饋網絡實現對諧振特性或多功能振蕩器激勵的調整。鎖相多功能振蕩器電路的要求取決于多功能振蕩器類型，頻率要求，頻譜質量要求，功率輸出以及其他環境因素。

　　壓控多功能振蕩器為一種可由輸入電壓信號（通常為直流信號）控制的多功能振蕩器。壓控多功能振蕩器分為帶可變電容（變容）二極管器件的壓控晶體多功能振蕩器（VCXO），釔鐵石榴石（YIG）調諧多功能振蕩器等多種類型。