西安交通大学研究生课程XIANJIAOTONGUNIVERSITICMOS模拟系统设计第8章振荡器与频率综合微电子学院张鸿hongzhang@xjtu.edu.cn
研究生课程 CMOS模拟系统设计 第8章 振荡器与频率综合 微电子学院 张 鸿 hongzhang@xjtu.edu.cn
主要内容振荡器1基于运放的RC型振荡器■环形振荡器LC振荡器■振荡器的频率调节相噪声和抖动锁相环型频率综合器西安文通大学Chpt.#8.振荡器与频率综合VESIT2 /81Lab of Mixed-Signal Systems
Lab of Mixed-Signal Systems 2 /81 Chpt. #8. 振荡器与频率综合 振荡器 基于运放的RC型振荡器 环形振荡器 LC振荡器 振荡器的频率调节 相噪声和抖动 锁相环型频率综合器 主要内容
振荡的条件自激系统，无输入信号，输出周期性电压波形（正弦、三角、锯齿等）反馈引起振荡VouVin-H(s)H(s)Vou (s)G(s)=Vm(s)1+ H(s)频率增加，相移大到一定程度，负反馈变为正反馈，就可能振荡■振荡的必要条件[H(jo) ) =1Barkhausen准则>H(ja)=-l )ZH(j@)=180°1+H(s)=0起振的频率处环路增益等于1，总相移为360°起振时增益总是大于1的，振荡稳定后回到1巴克豪森准则是必要条件，而非充分条件西安文通大学Chpt.#8.振荡器与频率综合3/81Lab of Mixed-Signal Systems
Lab of Mixed-Signal Systems 3 /81 Chpt. #8. 振荡器与频率综合 振荡的条件 自激系统，无输入信号，输出周期性电压波形（正弦、三角、锯齿等） 反馈引起振荡 频率增加，相移大到一定程度，负反馈变为正反馈，就可能振荡 振荡的必要条件 起振的频率处环路增益等于1，总相移为360° 起振时增益总是大于1的，振荡稳定后回到1 巴克豪森准则是必要条件，而非充分条件 ( ) ( ) ( ) () 1 () out in V s H s G s V s Hs = = + 1 () 0 + = H s 0 H()1 jω = − 0 0 ( )1 ( ) 180 H j H j ω ω = ∠ =° Barkhausen 准则
振荡发生的直观解释■反馈回的信号与输出同相，发生自激InphaseNoninvertingamplifierFeedbackcircuit西安文通大学Chpt.#8.振荡器与频率综合NIESITNUAOTONC4/81Labof Mixed-Signal Systems
Lab of Mixed-Signal Systems 4 /81 Chpt. #8. 振荡器与频率综合 振荡发生的直观解释 反馈回的信号与输出同相，发生自激
基于运放的RC型振荡器R■文氏桥(Wien-bridge)LoopGain= A(s)β(s)R.2+2振荡器R2RR1R3+joRC+(1/ joRCUxOUOU振荡条件：分母虚部为0，且增益满足R273K=1+R(up)R1+sRC1WsCR0振荡频率：少RCR-1+sRC低频振荡器：振荡频率<1MHz西安文通大学Chpt.#8.振荡器与频率综合5/81Lab of Mixed-Signal Systems
Lab of Mixed-Signal Systems 5 /81 Chpt. #8. 振荡器与频率综合 = 1+ p R Z sRC sC sRC Zs + = 1 基于运放的RC型振荡器 文氏桥 （Wien-bridge） 振荡器 () () = =+ + 21 1 p p s R Z Loop Gain A s β s R Z Z ( ) 2 1 1 1 3 1 R R jω ω RC / j RC = + + + RC 1 ω0 = 振荡条件：分母虚部为0，且增益满足 振荡频率: 低频振荡器：振荡频率<1MHz 2 1 =1 3 R K R + >