双极性Colpitts振荡器1/f2相位噪声的建模方法研究

摘要

振荡器设计最为重要的性能指标要求是相位噪声，其对设备的性能参数有着极其重要的意义。为减小振荡器中相位噪声带来的影响，促使研究人员不断地去深入研究相位噪声产生的机理，并在此基础上建立振荡器的相位噪声模型。对振荡器相位噪声进行建模就是可以不用经过复杂的电路仿真，只需代入模型中的参数，就可以直接估算出大致的相位噪声，对工程设计提供理论指导。
　　经过多年来对相位噪声的研究，得知有效地提高振荡器的相位噪声可大大改善整个系统的工作性能。为此针对电路产生的相位噪声特性，提出了能够准确分析振荡器相位噪声模型。目前已经产生一些很有价值的模型，本文也主要是通过对这些已有模型的分析比较，总结各个模型的优缺点，并在此基础上进行修正，针对一个特定结构振荡器——双极Colpitts振荡器建立1/f2相位噪声模型。
　　本文主要是利用冲激敏感函数(ISF)方法，逐个分析Colpitts振荡器中的各噪声机理引起的相位噪声，即谐振回路的热噪声，集电极散粒噪声和基极电阻热噪声。通过这一系列的理论分析，最终得出上述相位噪声模型。最后，论文通过软件电路仿真对提出的相位噪声模型进行仿真验证，证明该相位噪声模型建立的正确性和有效性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 振荡器相位噪声模型的研究背景与意义

1．1．1 振荡器相位噪声

1．1．2 振荡器相位噪声模型的重要意义

1．2 振荡器相位噪声模型国内外研究现状

1．3 论文主要工作

2 双极性振荡器相位噪声的建模方法分析

2．1 振荡器中的噪声

2．1．1 热噪声

2．1．2 闪烁噪声

2．1．3 散粒噪声

2．1．4 周期稳态噪声

2．2 相位噪声的线性时不变模型分析

2．3 相位噪声的线性时变模型分析

2．3．1 余量相移的脉冲响应模型

2．3．2 相位与电压转换

2．3．3 相位噪声

2．3．4 周期平稳噪声源

2．3．5 对相位噪声LTI与LTV模型的评价

小结

3 双极Colpitts振荡器1／f2相位噪声建模方法

3．1 振荡幅度

3．2 基于谐振回路热噪声机理的相位噪声建模

3．3 基于集电极电流散粒噪声机理的相位噪声建模

3．4 基于基极电阻热噪声机理的相位噪声建模

小结

4 双极Colpitts相位噪声数学模型的仿真验证

4．1 Colpitts振荡器电路设计

4．1．1 器件的选择与静态工作点仿真

4．1．2 偏置电路的设计

4．1．3 谐振回路的设计

4．2 基于谐振回路热噪声的相位噪声建模验证

4．3 基于集电极散粒噪声的相位噪声建模验证

4．4 基于基极电阻热噪声的相位噪声建模验证

4．5 综合所有噪声机理的相位噪声模型与验证

小结

结论

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果