鎖相環(huán)電路中壓控振蕩器的SET響應研究

空間輻射環(huán)境中的鎖相環(huán)在SET作用下,將產生頻率或相位偏差,甚至導致振蕩中止,造成通信或功能中斷。壓控振蕩器是鎖相環(huán)中的關鍵電路,也是對SET敏感的部件之一。本文基于工藝校準的器件模型,采用TCAD混合模擬的方法,針對180nm體硅CMOS工藝下高頻鎖相環(huán)中的壓控振蕩器,研究了偏置條件、入射粒子的能量以及溫度對壓控振蕩器SET響應的影響,通過分析失效機理,以指導抗輻照壓控振蕩器的設計。研究結果表明,當器件工作在截止區(qū)時,入射粒子引起壓控振蕩器輸出時鐘的相位差小;壓控振蕩器的輸出時鐘錯誤脈沖數隨著入射粒子LET的增加而線性增加;隨著器件工作溫度的升高,轟擊粒子引起壓控振蕩器輸出時鐘的相位差也是增大的。

壓控振蕩器介紹

指輸出頻率與輸入控制電壓有對應關系的振蕩電路(VCO)。其特性用輸出角頻率ω0與輸入控制電壓uc之間的關系曲線(圖1)來表示。圖中,uc為零時的角頻率ω0,0稱為自由振蕩角頻率；曲線在ω0,0處的斜率K0稱為控制靈敏度。使振蕩器的工作狀態(tài)或振蕩回路的元件參數受輸入控制電壓的控制，就可構成一個壓控振蕩器。在通信或測量儀器中，輸入控制電壓是欲傳輸或欲測量的信號（調制信號）。人們通常把壓控振蕩器稱為調頻器，用以產生調頻信號。在自動頻率控制環(huán)路和鎖相環(huán)環(huán)路中，輸入控制電壓是誤差信號電壓，壓控振蕩器是環(huán)路中的一個受控部件。

發(fā)射壓控振蕩器原理

眾所周知，只能接收890M-915M(GSM)的頻率信號，而中頻調制器調制的中頻信號(如三星發(fā)射中頻信號135M)不能接收的，因此，要用TX-VCO把發(fā)射中頻信號頻率上變?yōu)?90M-915M(GSM)的頻率信號。當發(fā)射時，電源部分送出3VTX電壓使TX-VCO工作，產生890M-915M(GSM)的頻率信號分兩路走：a)、取樣送回中頻內部，與本振信號混頻產生一個與發(fā)射中頻相等的發(fā)射鑒頻信號，送入鑒相器中與發(fā)射中頻進行較;若TX-VCO振蕩出頻率不符合手機的工作信道，則鑒相器會產生1-4V跳變電壓(帶有交流發(fā)射信息的直流電壓)去控制TX-VCO內部變容二極管的電容量，達到調整頻率準確性目的。b)、送入功放經放大后由天線轉為電磁波輻射出去。

壓控振蕩器的封裝方式

北京晶宇興科技有限公司是集研發(fā)、生產及銷售為一體的石英晶體、晶振等頻率控制器件的公司。

壓控振蕩器（VCO）是許多可調通信、無線電、雷達、傳感和測量系統(tǒng)的關鍵元件。VCO本質上是由輸入電壓（通常為模擬電壓）控制的振蕩器。

封裝方式

VCO采用多種封裝形式，通常采用表面貼裝封裝或同軸連接封裝。通常采用堅固及氣密性封裝，或者專門針對惡劣環(huán)境和滿足高可靠性標準（工業(yè)、商業(yè)或軍事用途）進行封裝。因此，電鍍和封裝材料/技術通常滿足軍事標準規(guī)定，能夠達到相關的運行溫度范圍、濕度、沖擊和振動要求。