无线射频收发系统硬件设计

2．5 本地振荡器

    TRF6900的本地振荡器(LO)是锁相环PLL形式，由基于片上DDS的频率合成器、低通滤波器(LPF)和压控振荡器(VCO)构成。

2．5．1 VCO的电路设计

    压控振荡器是输出信号频率随输入控制电压变化的振荡器。为了减小相位噪声，VCO电路通常由分立元件构成。
    LC谐振槽路的谐振频率：
   

    谐振频率时的电感值：
   
式中：|ZIN|为TRF6900内部振荡器的输入阻抗；QLOAD为谐振回路的品质因数；QP为电感的品质因数；f为谐振频率。

2．5．2 VCO的灵敏度

    变容二极管的电容大小与调谐电压成正比，VCO的灵敏度：
   
2．5．3 参数计算

    设计的无线收发电路工作在868～928 MHz ISM频段。假设TRF6900的VCO输出频率为880～950 MHz，调谐电压为0．3～2 V。TRF6900振荡器的输入阻抗|ZIN|即引脚13和14间的电阻大小约为1 400 Ω；谐振回路的品质因数必须大于等于10；在915 MHz时，电感的品质因数大约等于80。由公式可得：L≤10．65 nH，取L=10 nH标准值。
    从方程中可知：
   
    为了扩大变容二极管的调谐范围，根据以上的计算，C2可以取2.2pF，C1可取3.3pF。
   
    设计时采用Alpha Industries的SMV1247系列变容二极管，其参数如下：
   
    要注意的是因为PCB的分布电容不可预测，随工作频率变化而变化，所以在PCB调试时要进行必要的修正，这里采用经验值。

    现在对上述元件参数进行验证：
    对于0．25 V时的ftune，依据公式有CTOTAL=3．346 pF；
    对于2．00 V时的ftune，有CT0TAL=2．799 pF。
    由上述方程式可知，槽路的谐振频率：MHz，，2 MHz。显然，能满足880～940 MHz频率调谐范围。对于满足880～940 MHz的频率调谐范围的元件参数，取L=10 nH，C1=3．3 pF，C2=2．2 pF，变容二极管为SMVl247-079。最后可得出VCO的灵敏度MHz／V。