实验八   压控振荡器参数测试

一、实验目的

1.      通过本实验让学生了解常用微波压控振荡器的基本工作原理，基本指标及其测试方法；

2.      熟悉对常用微波测试仪器——频谱分析仪、功率计等的使用方法。

二、基本原理

图 28 典型的单片压控振荡器电路

选择适当的负载匹配电路后，在FET栅极的视入阻抗呈现负阻。需要注意的是，为使在所需的频率范围内都能实现振荡，需进行源和负载影射图的分析，并依靠分析结果，确定负载匹配电路和栅极谐振回路的参数。一般来讲，漏极接地或源端接电容的电路形式，都有1／2被拼成的负阻区域，所以可以构成较宽的电调带宽的振荡器。由于引入的各种分布电抗，有可能在要求的带宽内出现多个谐振点，这时，跳摸现象出现。因此，即使是单片集成电路振荡器也应力求电路尽量简单，电路中的电抗元件数尽可能少。若电调带宽要求更宽时，可将源端串接的固定电容器以变容管代替，同时调整两个变容管的偏压，就可使振荡器的电调带宽超过一个倍频程。

三、测试框图

1. 输出功率测量

如图29所示，为测量振荡器输出功率的测试系统。被测振荡器输出端接隔离器1，隔离器1一方面保证被测振荡器处于正常工作状态，另一方面它和隔离器2一起确保滤波器的滤波特性不是真。滤波器可以用低通特性实现，也可以用带通特性实现，它是用来滤除杂波，从而提高测试精度。隔离器2连接在滤波器输出端与功率计之间。被测振荡器输出功率应该是功率计指标(dBm)、隔离器1的插损(dB)、隔离器2的插损(dB)、滤波器插损(dB)之和，即

图 29 振荡器输出功率测试框图

式中L1、L2和Lf都是正号表示；Po用dBm表示。

2. 振荡器频率测量

图 30  振荡器频率测量框图

被测振荡器输出端接隔离器1，隔离器1和隔离器2之间串连以后窄带带通滤波器，以确保振荡器处于正常工作状态和杂波的滤除；隔离器2和数字频率计之间接一个可变衰减器，用来调节数字频率计输入端口的信号电平。避免损坏数字频率计。我们也可以用频谱分析仪来测试振荡器的频率。

四、实验步骤

1.    连接好测试系统后，打开控制电压。

2.    用小改刀调整电位器，改变控制电压，观察频谱分析仪上频率的变化，同时注意观察谐波。

3.    在频谱分析仪上，按PEAK SEARCH按钮，找到当前频域的幅度最大的频率点。会出现一个频率标记(MARKER)。可以读出当前的MARKER值，就是振荡器在某电压下的中心频率，也可以读出其幅度值，表示振荡器的输出功率大小，用功率计测试输出功率更加准确。

4.    选定某一频率如900MHz，按频谱分析仪SEARCH按键，选择Max Pk→CF菜单，其意义为：把当前这个频率点以缺省跨度(SPAN)设置为跨度的中心位置。

5.    选择SPAN按键，修改频谱分析仪的频率跨度范围，比如10MHz，然后重复４。不断减小跨度(SPAN)，最终可以减小到100kHz。

6.    按MARKER按键，选择MARKER △，以当前选择的中心频率位置，即900MHz，可以分别输入1kHz，10 kHz，100 kHz，即分别偏离900 MHz为1kHz，10 kHz，100 kHz处的MARKER值可以读出并记录，可以根据这些值计算振荡器的相噪指标。

五、注意事项

1.    测试过程中注意，在功率测量中，如果功率过大，可能损坏功率计，这个时候需要在功率计的前面加上衰减器，当然，衰减器的读数可以通过校准得出。

2.    测试过程中，注意不要把隔离器的方向接反，否则得不到真实地结果。