下载文档原格式
2024年VCO（压控振荡器）市场发展现状1. 简介VCO（Voltage Controlled Oscillator）是一种能够产生频率可调的信号的设备。
它广泛应用于无线通信、雷达、军事和工业领域等多个行业。
VCO市场因其在以上领域的重要作用，正处于不断发展和壮大阶段。
2. 市场规模VCO市场在过去几年中取得了显著的增长。
根据市场调研机构的数据显示，2019年全球VCO市场规模达到了XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。
主要推动市场增长的因素包括通信技术的快速发展、智能手机的普及以及无线网络的扩展。
3. 市场驱动因素3.1 通信技术的快速发展随着5G通信技术的商用化进程加速，对高性能射频设备的需求不断增加。
VCO作为射频信号源模块中的核心组成部分，其稳定性和调频范围将对通信系统的性能起到关键的作用。
因此，在通信技术的快速发展推动下，VCO市场将继续保持增长态势。
3.2 智能手机的普及智能手机的广泛应用也推动了VCO市场的发展。
随着智能手机功能的不断增强，对射频部件的需求也在不断增加。
VCO作为智能手机的关键组成部分，其性能和稳定性对手机信号的质量和覆盖范围有着直接的影响。
因此，随着智能手机市场的扩大，VCO市场也将得到进一步发展。
3.3 无线网络的扩展无线网络的快速普及和扩展也对VCO市场起到了推动作用。
随着无线网络技术的进步，对高稳定性的射频信号源的需求也与日俱增。
VCO作为射频信号源的核心设备之一，对提供高质量信号起着重要作用。
因此，随着无线网络的不断扩展，VCO市场也将继续增长。
4. 市场竞争格局目前，全球VCO市场竞争激烈，主要厂商包括SiTime、Crystek Corporation、Epson Electronics America Inc.、ON Semiconductor等。
这些厂商在稳定性、调频范围、价格等方面不断推出创新产品，以满足市场需求。
此外，VCO市场还存在一些挑战。
vco 负阻管工作原理VCO（Voltage-Controlled Oscillator，电压控制振荡器）是一种能够产生频率可调的输出信号的电路。
负阻管（Negative Resistance Device）是一种特殊的元件，其电流-电压特性具有负阻的特点。
在VCO中，负阻管常用于调制振荡器的频率。
以下是VCO负阻管的工作原理的一般概述：1.基本VCO结构：VCO的基本结构包括振荡电路和电压控制部分。
振荡电路产生一个频率可调的输出信号，而电压控制部分通过调整电压来改变振荡频率。
2.负阻管的引入：负阻管通常被引入到VCO中，以实现对振荡电路频率的调制。
负阻的引入可以改变振荡电路的特性，使其对电压的响应呈现负反馈。
3.负反馈原理：当电压控制VCO的频率时，通过负反馈，VCO的输出频率将趋向于使输入电压稳定。
这种负反馈效应使得VCO在一定的电压范围内对电压的变化产生线性的频率变化。
4.频率调制：通过改变VCO的控制电压，可以实现对输出频率的调制。
调制的形式可以是线性的，也可以是非线性的，具体取决于VCO电路的设计和负阻管的特性。
5.应用领域：VCO在通信系统、雷达系统、射频电子学和其他需要频率可调的电路中广泛应用。
负阻管的引入使得VCO更容易实现频率调制和频率合成。
6.电流-电压特性：负阻管的电流-电压特性通常表现为在某个电压范围内，电流随电压的增加而减小，这与普通的正阻元件相反。
这种负阻特性有助于实现对VCO的负反馈控制。
总体而言，VCO负阻管的工作原理涉及电压控制振荡器的设计，其中负阻管被用于引入负反馈，使得VCO的频率可以通过电压控制。
这种设计在许多应用中都是关键的，尤其在需要频率可调性的系统中。
PLL-VCO 技术 锁相技术的理论早在1932年就提出了，但直到40年代在电视机中才得到⼴泛的应⽤。
锁相环的英⽂全称是Phase-Locked Loop,简称是实现相位⾃动控制的负反馈系统，它使振荡器的相位和频率与输⼊信号的相位和频率同步。
PLL，是实现相位⾃动控制的负反馈系统，它使振荡器的相位和频率与输⼊信号的相位和频率同步 锁相环包含三个主要的部分: ⑴鉴相环鉴相环(或相位⽐较器,记为PD或PC):是完成相位⽐较的单元,⽤来⽐较输⼊信号和基准信号的之间的相位.它的输出电压正⽐于两个输⼊信号之相位差.低通滤波器(LPF):是个线性电路,其作⽤是滤除鉴相器输出电压中的⾼频分量,起平滑滤波的作⽤.通常由电阻、电容或电感等组成，有时 ⑵低通滤波器也包含运算放⼤器。
压控振荡器（VCO）：）：振荡频率受控制电压控制的振荡器，⽽振荡频率与控制电压之间成线性关系。
在PLL中，压控振荡器实际上是把 ⑶压控振荡器（控制电压转换为相位。
图中为上述三个部分组成PLL的⽅框图，它的⼯作过程如下：相位⽐较器把输⼊信号作为标准，将它的频率和相位与从VCO输出端送来的信号进⾏⽐较。
如果在它的⼯作范围内检测出任何相位（频率）差，就产⽣⼀个误差信号Ve(t)，这个误差信号正⽐于输⼊信号和VCO输出信号之间的相位差，通常是以交流分量调制的直流电平。
由低通滤波器滤除误差信号中的交流分量，产⽣信号Vd(t)去控制VCO，强制VCO朝着减⼩相位/频率误差的⽅向改变其频率，使输⼊基准信号和VCO输出信号之间的任何频率或相位差逐渐减⼩直⾄为0，这时我们就称环路已被锁定。
如果VCO的输出频率低于输⼊基准信号的频率，相位⽐较器的输出振幅就为正，经滤波后去控制VCO，使其频率增加，直到两个信号的频率和相位精确同步。
相反，若VCO输出频率⾼于输⼊基准信号，相位⽐较器的输出会下降，使VCO锁定在输⼊基准信号的频率。
下⾯较详细地介绍它的捕捉过程和跟踪状态。
vco使用方法VCO使用方法什么是VCO？VCO全称Voltage-Controlled Oscillator，中文可译为电压控制振荡器。
它是一种电子设备，在很多电路中起着重要的作用。
VCO能根据输入的电压信号来产生不同频率的输出信号，常用于频率合成器、频率调制和解调等应用中。
VCO的基本原理VCO的基本原理是利用控制电压改变其输出频率。
一般情况下，输入给VCO的控制电压越高，输出频率越高；而输入电压越低，输出频率越低。
这种方式使得VCO成为一种可调频率的信号源。
VCO的使用方法首先，我们需要了解如何使用VCO产生所需要的频率。
接下来，将介绍几种常见的VCO使用方法。
频率合成VCO常用于频率合成器中。
通过将多个VCO的输出信号进行混合，可以实现合成出所需的频率。
这种方法常用于无线电通信、音频合成等领域。
频率调制VCO还可以用于频率调制。
通过将VCO的输出信号与调制信号相乘，可以实现频率调制。
常见的调制方式有幅度调制（AM调制）、频率调制（FM调制）等。
频率解调与频率调制相反，VCO还可以用于频率解调。
通过将VCO的输出信号与解调信号相乘，可以实现频率解调，还原出原始信号。
这种方法常用于通信、广播等领域。
电子乐器VCO在电子乐器中也有广泛的应用。
通过控制VCO的输入电压，可以产生各种音节、和弦等。
这种方式使得VCO成为了合成器、键盘乐器等电子乐器的核心部件。
其他应用除了上述应用之外，VCO还可以用于频率同步、时钟生成、频谱分析等领域。
由于其在频率控制方面的优势，VCO在现代电子设备中有着广泛的应用空间。
小结VCO作为一种电压控制振荡器，可以根据输入的电压产生不同频率的输出信号。
它在频率合成、调制解调、电子乐器等领域都有着重要的应用。
随着技术的不断发展，VCO的应用领域将会更加广泛，为我们的生活带来更多便利与创新。
VCO的参数调节除了了解VCO的使用方法，还需要掌握一些关于VCO参数调节的技巧。
下面将介绍几个常见的VCO参数调节方法。
简述压控振荡器的工作原理压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator，简称VCO）是一种能够根据输入电压来产生不同频率输出信号的电子器件。
它在现代通信系统、雷达、无线电设备等领域广泛应用，是实现频率调制、频率合成和时钟信号生成的重要组成部分。
压控振荡器的工作原理可以简单地描述为：通过对振荡器的控制电压进行调节，使其输出的频率在一定范围内变化。
它通常由振荡电路、控制电路和输出电路三部分组成。
振荡电路是压控振荡器的核心部分，它可以产生一个稳定的基准频率信号。
常见的振荡电路有晶体振荡器、LC振荡器和微波振荡器等。
其中，晶体振荡器是最常用的振荡电路，它利用晶体的介电性质和正反馈放大电路的特性来实现振荡。
控制电路负责对振荡电路进行调节，使输出频率随着输入电压的变化而变化。
控制电路通常由一个电压控制电容器（Voltage Controlled Capacitor，简称VCC）和一个电压控制电感器（Voltage Controlled Inductor，简称VCI）组成。
当控制电压变化时，VCC和VCI的电容和电感值也会相应地变化，从而改变振荡器的谐振频率。
输出电路将振荡电路产生的信号进行放大和整形，以提供给下游电路使用。
输出电路通常由放大器、滤波器和输出级组成，它的设计与应用场景密切相关。
由于压控振荡器具有频率可调的特性，因此在通信系统中被广泛应用于频率调制和频率合成。
例如，在调频调幅（FM/AM）广播中，压控振荡器用于产生不同频率的载波信号，经过调制后传输音频信号。
在无线电设备中，它用于产生不同频率的射频信号，用于发送和接收无线信号。
在雷达系统中，压控振荡器则用于产生稳定的时钟信号，保证雷达系统的正常运行。
需要注意的是，压控振荡器的稳定性和频率范围是设计中需要考虑的重要因素。
稳定性取决于振荡电路的设计和元器件的质量，而频率范围则取决于控制电路的设计和参数选择。
另外，压控振荡器还存在一些问题，比如频率漂移、相位噪声和谐波失真等，需要通过合理的设计和调试来解决。
压控振荡器（VCO）一应用范围用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。
二基本工作原理利用变容管结电容Cj随反向偏置电压VT变化而变化的特点(VT=0V时Cj是最大值，一般变容管VT落在2V-8V压间，Cj呈线性变化，VT在8-10V则一般为非线性变化，如图1所示，VT在10-20V时，非线性十分明显），结合低噪声振荡电路设计制作成为振荡器，当改变变容管的控制电压，振荡器振荡频率随之改变，这样的振荡器称作压控振荡器（VCO）。
压控振荡器的调谐电压VT要针对所要求的产品类别及典型应用环境(例如用户提供调谐要求，在锁相环使用中泵源提供的输出控制电压范围等)来选择或设计，不同的压控振荡器，对调谐电压VT有不同的要求，一般而言，对调谐线性有较高要求者，VT选在1-10V，对宽频带调谐时，VT则多选择1-20V或1-24V。
图1为变容二极管的V－C特性曲线。
(V)T图1变容二极管的V－C特性曲线三压控振荡器的基本参数1 工作频率：规定调谐电压范围内的频率范围称作工作频率，通常单位为“MHz”或“GHz”。
2 输出功率：在工作频段内输出功率标称值，用Po表示。
通常单位为“dBmw”。
3 输出功率平稳度：指在输出振荡频率范围内，功率波动最大值，用△P表示，通常单位为“dBmw”。
4 调谐灵敏度：定义为调谐电压每变化1V时，引起振荡频率的变化量，用MHz/ △VT表示，在线性区，灵敏度最高，在非线性区灵敏度降低。
5 谐波抑制：定义在测试频点，二次谐波抑制=10Log(P基波/P谐波)(dBmw)。
6 推频系数：定义为供电电压每变化1V时，引起的测试频点振荡频率的变化量，用MHz/V表示。
7 相位噪声：可以表述为，由于寄生寄相引起的杂散噪声频谱，在偏移主振f0为fm的带内，各杂散能量的总和按fin平均值+15f0点频谱能量之比，单位为dBC/Hz；相位噪声特点是频谱能量集中在f0附近，因此fm越小，相噪测量值就越大，目前测量相噪选定的fm 有离F0 1KHz 、10KHz 和100KHz 几种，根据产品特性作相应规定。
复旦大学博士学位论文电感电容压控振荡器姓名：唐长文申请学位级别：博士专业：电路与系统指导教师：闵昊20040427摘要近几年无线通信系统的蓬勃发展推动了低成本、低功耗ＣＭＯＳ无线收发机的研究与开发。
同时ＣＭＯＳ工艺技术的不断进步，使得无线收发机系统中大部分单元电路，如低噪声放大器（ＬＮＡ）、混频器（Ｍｉｘｅｒ）、本机振荡器（Ｌｏｃａ】Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）以及中频滤波器ｎＦＦｉ）ｔｅｒ）等都能够单片实现。
无源器件（片上电感和可变电容）的片上实现问题的解决，使得本机振荡器的单片集成成为可能。
本论文系统论述了电感电容压控振荡器的理论和实现，并且深入浅出地研究了压控振荡器设计中的许多关键技术。
首先，本文简单介绍了压控振荡器的基本原理和振荡器的分类，对窄频带，宽频带，正交输出电感电容压控振荡器的电路实现方式进行了系统总结。
我们研究了硅基集成螺旋电感的仿真，设计与优化。
系统总结了电感仿真的三种方法；提出了电感中金属间寄生电容等效模型，并且具体计算了两种硅基串联叠层电感的等效电容；提出了两种提高电感品质因数的技术：金属线多通路并联和深阱反偏双ＰＮ结。
其次．针对压控振荡器的频率一电压压控曲线分析问题，从时间域角度，本论文对电感电容谐振电路的周期计算方法在理论上进行了系统推导，阐述了阶跃可变电容能够进行频率控制的本质，得到了一种计算频率一电压压控曲线的有效方法。
仿真和测试验证结果表明该方法计算的压控曲线与仿真和测试结果非常吻合。
接着，我们对三种相位噪声模型：线性时不变模型，非线性时不变模型和线性相位时变模型，进行了系统分析和概括。
我们详细分析了振荡器的内在振荡机制，总结了振荡器设计和优化的一般步骤，提出了振荡器设计中片上电感的最小Ｒ肛设计原则。
从线性时不变噪声模型出发，计算了压控振荡器相位噪声的极限值，并系统总结了几种相位噪声降低技术，提出了感性压控端降噪技术。
最后，根据数字电视调谐器中频率综合器的性能指标要求，详细论述了在ＣＳＭｏ．３５ｐ，ｍＣＭＯＳ射频／混合信号工艺上的两个电感电容压控振荡器的实现。
上海应用技术学院电气与电子工程学院毕业设计（论文）外文翻译课题名称基于VCO技术的电压监控系统设计专业电子信息工程专业方向电子工程班级 09103341学号0910331131学生姓名郭烨琪指导老师汲伟明一个应用于无线局域网2.4 -2.5 GHz的ISM波段的压控振荡器设计对移动网络连接需求的增加导致了为无线局域网建立射频标准接口。
从2.4-2.5GHz这段没有执照的ISM频段被指定用于WLAN。
表1列举了不同地方使用WLAN的频率范围。
在美国，IEEE 802.11指定两个射频物理层接口用于WLAN,直接序列扩频（DSSS）和频率跳扩频(FHSS).DSSS 采用11位的巴克码，其中每位巴克数都是在单一通道内进行数据传输。
IEEE标准允许11个通道，每个通道22MHz宽，在83.5MHz的频带的中心频率内有5MHz的间距。
这就导致了有些通道会有频率重叠的现象。
表1 对2.4GHz的全球频谱分配情况而FHSS有75通道，每个通道宽1MHz。
发射机和接收机遵循预定的每400MS 变换的跳频序列。
跳频序列的传播功率均匀分布在ISM波段。
如图1显示的典型DSSS界面结构中，射频信号是由天线多样性开关发出的，此开关可以使用Alpha 共阴极SMP1320-074PIN来设计。
信号通过带通滤波器和T/R开关，此开关可由Alpha PIN二极管SMP1320-079和SMP1322-017来设计.在上/下转换器IC,英特锡尔HFA3683中，射频信号转换成374MHz的中频信号，此中频信号进入第二个上/下转换器，英特锡尔HFA3783,进一步转换成基带集成电路的输入/输出接口范围。
此体系结构采用外置压控振荡器作为射频和中频的本地振荡器。
在选定的频率计划里，射频振荡器运行在2.06—2.1095MHz的范围内，中频压控振荡器工作在固定频率748MHz。
此应用指南描述了一个为2.4—2.4835GHz无线局域网设计的射频和中频压控振荡器，它是基于上面说的频率计划工作的，虽然此设计大概描述了一个特定的射频系统，但是也可以应用在大多数的WLAN系统。
vco原理VCO原理：从基础到应用引言：随着现代通信技术的不断发展，振荡器作为电子设备中的重要组成部分，扮演着极其关键的角色。
其中，电压控制振荡器（Voltage Controlled Oscillator，简称VCO）以其广泛的应用领域和灵活的调节特性备受瞩目。
本文将从VCO的基本原理、工作方式、应用场景等方面进行探讨，旨在帮助读者更好地理解和应用VCO。
一、VCO基本原理VCO是一种可以通过改变输入电压来调节输出频率的振荡器。
它的基本原理是利用正反馈原理，在振荡回路中引入可变电容或可变电感，通过改变电容或电感的值，实现对振荡频率的调节。
在VCO中，电容或电感的值是由输入电压来控制的，因此VCO也被称为电压控制振荡器。
二、VCO工作方式VCO的工作方式可以分为两种：电容调谐型（Capacitor Tuned）和电感调谐型（Inductor Tuned）。
1. 电容调谐型VCO：电容调谐型VCO利用可变电容来调节振荡频率。
当输入电压变化时，可变电容的值也随之改变，从而改变振荡频率。
这种VCO常见的应用场景包括无线通信系统、频率合成器等。
2. 电感调谐型VCO：电感调谐型VCO则是通过改变可变电感的值来实现对振荡频率的调节。
它通常使用铁氧体材料制成的可变电感，通过改变输入电压来改变铁氧体材料的磁导率，从而实现对振荡频率的调节。
这种VCO 主要用于射频信号的产生，如雷达、无线电信号发射等。
三、VCO的应用场景VCO广泛应用于各种电子设备和通信系统中。
以下是几个常见的应用场景：1. 频率合成器：VCO作为频率合成器的重要组成部分，可以根据输入的参考频率和控制电压，输出所需的高稳定度和精确频率的信号。
频率合成器在通信系统、无线电广播、测量仪器等领域中得到广泛应用。
2. 通信系统：在移动通信系统中，VCO被用于产生射频信号，实现信号的调制和解调。
它在手机、基站和通信卫星等设备中发挥着至关重要的作用。
3. 相频锁定环路（PLL）：PLL是一种常见的控制系统，它通过调节VCO的频率来实现输入信号与参考信号的同步。
电压控制LC振荡器设计【摘要】电压控制LC振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，本设计选用西勒振荡电路作为VCO，只要改变二极管MMBV109两端的电压，即可改变VCO的输出频率。
并且利用锁相环频率合成技术，采用大规模PLL芯片MC145152和其他芯片构成数字锁相环式频率合成器，使输出频率稳定度进一步提高。
【关键词】压控振荡器；频率输出电路；幅度稳定电路；控制电路无线通信系统的蓬勃发展推动了射频集成电路的研究和开发。
在工艺技术的飞速进步下，尤其是电感和变容管的无源器件片上实现问题的解决，压控振荡器已经可以实现单片集成，这对降低收发机的成本十分关键。
如何在较低的功耗下设计噪声性能和调谐范围满足系统应用要求的全集成电感电容压控振荡器，仍然是目前射频集成研究领域的难点。
本设计针对上述问题，系统分析了射频全集成电感电容压控振荡器的原理和实现，参考国内外压控振荡器研究的现状，设计了一种低压、低功耗、低相位噪声和较大调谐范的集成压控振荡器。
1 总体设计电压控制LC振荡器(VCO)是一种振荡频率随外加控制电压变化的振荡器，图1为其组成框图。
图中，VCO产生频率随压控电压改变的正弦信号；频率控制电路产生高稳定度的参考频率，使VCO的频率稳定，并产生随控制频率变化的直流电压；幅度稳定电路对VCO输出电压进行放大，并且广大器的增益与输入信号的幅度成反比，从而使输出信号幅度稳定；单片机控制电路产生频率控制和幅度控制命令。
2 电路设计2.１正弦VCO电路设计常用LC振荡电路有克拉泼电路和西勒电路。
克拉泼电路虽然振荡频率较为稳定，但频率覆盖范围较窄，在振荡频率较宽时，输出幅度不均匀，频率升高后不易起振。
西勒电路较易起振，振荡频率也较为稳定，当参数设计得当时，频率覆盖系数可达1.4～1.6。
因此，本设计选用西勒振荡电路作为VCO，如图2(a)所示。
这种电路的特点是：振荡频率由C3、C4决定，反馈系数由C1、C2决定，解决了基本三点式振荡设计中存在的改变振荡频率必然改变反馈系数的矛盾。
压控振荡器（VCO）技术综述1. 前言压控振荡器(voltage-controlled oscillator, VCO) 是一种以电压输入来用来控制振荡频率的电子振荡电路,是现代无线电通信系统的重要组成部分课题。
在当今集成电路向尺寸更小、频率更高、功耗更少、价格更低发展的趋势下，应用标准工艺设计生产高性能的压控振荡器已是射频集成电路中的一个重要课题。
环形振荡器易于集成，可调频率范围大，但相位噪声不如性能不如LC振荡器。
LC 压控振荡器要求高品质因素的无源器件，需要片上电感和变容管器件才能集成集成。
振荡器自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色，具有广泛的用途。
在无线电技术发展的初期，它就在发射机中用来产生高频载波电压，在超外差接收机中用作本机振荡器，成为发射和接收设备的基本部件。
随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热;某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制;电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。
尤其在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。
2. 主题2.1 VCO的发展过程上世纪初，Armstrong发明了电子管振荡器，经Hartley改进电路设计并开发成功电子管VCO。
电子管VCO的振荡频率是通过改变振荡电路中电感器或电容器的参数值来进行调节。
当时人们对电子管振荡电路开展了大量的研究，今天仍在沿用的Hartley，Colpitts，Clapp，Armstrong，Pierce等经典振荡电路结构，就是当时的研究成果。
上世纪中叶，晶体管问世并很快取代电子管成为振荡电路的有源器件。
特别是变容二极管的应用对VCO的发展具有重要意义。
变容二极管的电容随外加电压的改变而变化，用变容二极管作压控器件，改变其控制电压就可实现VCO振荡频率的调节。
这样，晶体管、变容二极管和其他无源元件就构成了分立式的晶体管VCO。
这种晶体管VCO实现了振荡频率的电子调谐，这是变容二极管对VCO发展的重大贡献。
与电子管VCO相比较，晶体管VCO具有电子调谐、体积小、成本低、功耗小、质量好、调频范围设置简便等优点。
晶体管VCO的发展也是是电视技术能在当时迅速推广的重要原因。
1960年至1980年，晶体管VCO被电子系统设计所广泛采用。
到了1980年，情况发生了变化，混合集成的VCO组件和单片集成的VCO IC出现了。
这两种新技术对VC0的发展产生了重要的影响。
VCO从此就开始步入现代VCO技术的发展时期。
各种VCO技术的寿命期与时间的关系示于图l。
该图简要地说明了VCO技术在过去80多年里的发展历程。
图1 各种VCO技术寿命期变容二极管、电容器、电感器等元器件的小型化为制造VCO组件创造了条件。
VCO组件是一种混合集成电路器件，具有封装和外引线。
虽然分立元件的晶体管VCO具有按用户要求设计工作频率和调谐范围的灵活性，但一般在生产中都需要耗费大量的人工对确定频率的元件进行调试，以消除元件误差对频率的影响。
此外，分立元件VCO需要良好的屏蔽，其尺寸也比较大。
分立元件的VCO已不能完全满足现代无线电子系统发展的要求。
20世纪80年代末、90年代初，移动电话迅速发展，对带封装的振荡器组件的需求也日益增长。
这为VCO组件的发展提供了难得的市场机遇。
随着新型无线应用领域的不断发展，各VCO组件厂商开发了适合不同应用领域所需频率的产品。
由于表面安装元件的不断小型化(1206，0805，0603，0402和0201)，新开发的VCO组件的尺寸也越来越小，成本也越来越低。
图2说明了现代商用VCO 组件尺寸随时间减小的变化情况。
目前，VCO组件达到了新的水平，其体积已减小到4 mm×5mm×2mm，大批量供货VCO的销售单价已降至1美元左右。
VCO 组件在15年中其尺寸急剧减小，满足了蜂窝电话等新型无线移动装置对小型化的要求。
VCO组件体积变化过程图220世纪90年代末期，出现了一种尺寸更小、成本更低的VCO技术，这就是单片集成VCO技术。
单片集成VCO是一种半导体集成电路器件，其全部电路元件均集成在同一芯片上。
这种器件像VCO组件一样，是一个完整的VCO，具有封装和外引线。
首批单片集成VCO采用2英寸GaAs IC工艺和单片微波集成电路(MMIC)技术制造，是为卫星接收机和雷达系统研制的。
其工作频率高达数GHz，但成本高昂。
大多数早期单片GaAs VCO的研究工作都是针对军事应用展开的，很少涉及民用领域。
在20世纪80年代，Si-IC技术还是一种低频技术，不能为单片集成VCO提供上千兆赫兹的工作频率和所需的带宽。
经过研究与开发，1990年Si-IC技术在高频化和无源元件集成方面获得重大进展，开发成功工作频率很高的晶体管、变容二极管和单片集成的高Q值电感器与高频电容器。
这为高频硅单片集成VCO的研究与开发奠定了技术基础。
无线移动通信系统的发展，要求大批量提供成本低、体积小、工作在800～2500MHz频段的VCO。
人们为此开展了大量的研究与开发工作。
1992年，美国California大学首先报道了硅单片VCO IC的研究成果。
其后，对硅单片VCO IC 的研究进入繁荣期，采用不同技术方案的硅单片VCO IC相续问世。
硅单片VCO IC由高频双极晶体管IC技术和SiCMOS-IC技术研制而成。
在硅单片VCO IC的研制过程中，学术研究机构通常采用获得广泛应用的SiCMOS-IC技术，而工业界则采用RFIC专用的BiCMOS技术。
硅单片集成VCO 体积更小、成本更低并适合大批量生产的产品，而且可以采用RF收发前端的工艺技术进行制造。
这表明，VCO可以与混频器、低噪声放大器、锁相环等其他RF收发前端的功能电路模块实现集成。
正是由于VCO IC具备这些潜在的优势，尽管早期产品性能欠佳，但人们对它的研究工作一直没有停顿。
通过不断改进，其产品已广泛应用于无绳电话、蓝牙装置、WLAN、GPS、DBS等无线装置与系统之中。
表1列出了一些单片集成VCO的应用实例。
表1 含有单片集成VCO的商用RFIC实例目前，单片集成VCO还不能用于对相位噪声要求很高的应用领域。
像GSM、CDMA等具有高数据速率的移动电话系统，还只能使用VCO组件。
2.2 VCO技术的发展趋势今后，VCO技术的研究与开发工作将继续围绕VCO组件和单片集成VCO 展开。
但是，全集成单片VCO技术是研究工作的重点，也是未来VCO技的发展方向为了适应现代无线系统发展的要求，VCO组件不断向小型、高频、宽带、高输出化和特性多样化方向发展。
将采用新的超小型元件和更先进的薄膜技术与表面安装技术，继续推进VCO组件封装的微型化和表面安装化。
通过晶体管的改进及振荡电路的开发，解决好小型化带来的谐振器Q值降低的问题和低功耗引起的特性劣化问题。
第四代移动电话以及其他工作在微波频段高端的无线系统需要VCO组件进一步提高工作频率，实现VCO组件高频化。
开发工作频率更高的微波VCO组件是未来十分重要的研究课题。
SiGe BiCMOS等RF IC基础工艺技术正在不断发展与进步。
半导体工艺制造有源器件与无源器件将具有更好的性能。
现在，即使用Si工艺技术，也可制得超过50GHZ的晶体管和高Q值，大电容变比，低串联电阻的优质便容二极管。
这类工艺技术还具有衬底损耗低，金属化层厚，器件寄生元件少，工作频率高，工作电流小的单片集成VCO。
现代无线系统，尤其是现代无线移动通信系统，不仅要求VCO自身小型化和低成本化，而且希望VCO能同频率合成器与收发机的其他单元电路进行单片集成，以达到减少整机体积和成本的目的。
此外，单片集成VCO的设计理论也在深化，设计技术也越来越先进。
差分放大器，幅度控制，二次谐波抑制器，IC 耦合变压器，复合振荡器，高频结构设计等技术正不断被纳入单片集成VCO的设计之中。
利用单片集成VCO技术把优质VCO同收发机电路集成在一起的新产品不断问世。
例如在WLAN和蓝牙装置中，最新的收发机就把高质量的VCO 同RF收发前端IC集成在一起，使其尺寸大大减小。
WLAN系统（2.4GHZ 802.11b型和5GHZ 802.11a型）要求VCO具有很低的相位噪声。
由于RF IC VCO技术的不断发展，卫星接收机，CATV机顶盒，无线数据装置，无绳电话，移动电话等商用RF系统与装置越来越多地采用集成化频率源。
显然，在大规模商业应用领域中，单片集成VCO占有的市场份额将不断增大，而分立元件VCO和VCO组件占有市场将逐步减小。
单片集成VCO在大规模商用无线系统中占主导地位的时代很快就会到来。
VCO技术已经实现了从笨重的电电子管VCO电路到面积小于1平方毫米Si IC的跨越。
3. 总结VCO是频率源的关键器件，已广泛应用于各种电子系统之中。
VCO的性能对电子系统有决定性的影响。
现代无线移动通信系统的发展促进VCO高频化，形成了新一代微波VCO。
VCO组件和单片集成VCO是微波VCO的主要结构形式，是目前无线系统采用的主流产品。
虽然，在总体性能水平方面，单片集成VCO目前还不如VCO组件好，但它具有集成优势，仍然是VCO未来发展的方向。
在RF IC工艺技术中，SiGe BiCMOS技术是单片集成VCO最有前途的制造技术。
摘自：ISO/IEC JTC1/SC29/WG1 (ITU-SG8) N2058, "JPEG2000 is now an International Standard", 9 March 2001.voltage controlled oscillator1PrefaceVoltage controlled oscillator ( voltage-controlled oscillator, VCO ) is a kind of voltage input to control the oscillation frequency of the oscillating circuit, is a modern radio communication system is an important part of task [1] [2]. In the integrated circuit to the smaller size, less power consumption, higher frequency, lower price trends, application standard process design and production of high performance voltage controlled oscillator RF integrated circuit is an important subject in the. The ring oscillator is easy to be integrated, the adjustable frequency range, but better performance than LC oscillator phase noise. LC VCO requirements quality factors of passive devices, need the on-chip inductor and varactor devices to integrate [3].Oscillator since its birth has been in communication, electronics, aerospace and other fields of medicine navigation plays an important role, has a wide range of uses. In radio technology in the initial stage of development, it is in the transmitter to generate high frequency carrier wave voltage, the heterodyne receiver is used as a local oscillator, a transmitting and receiving equipment basic components. With the rapid development of electronic technology, the oscillator uses more and more widely, for example in radio measurement instruments, it produces various frequency sinusoidal signal voltage: in the heat processing, heat treatment, ultrasonic machining and some medical equipment, it produces high power high frequency electric powerof load heating; some electrical equipment oscillator. The contactless switch control; electronic clock and electronic watches using frequency stability high oscillation circuit as a timing component. Especially in the communication system circuit, a voltage controlled oscillator ( VCO ) is one of the key parts, especially in thephase-locked loop circuit, clock recovery circuit and frequency synthesizer circuit is Chongzhongzhi is heavy, it is no exaggeration to say in electronic communication technology, VCO almost with the current source and the operational amplifier has the same important position.2.theme2.1The development of 1.VCO processAt the beginning of the last century, Armstrong invented electronic oscillator, the improved Hartley circuit design and the successful development of VCO tube. Electronic tube VCO oscillation frequency is changed by the oscillation circuit inductor or capacitor parameter values to adjust. At that time the people to the electronic tube oscillation circuit to carry out a great deal of research, today is still in use in the Hartley, Colpitts, Clapp, Armstrong, Pierce and other classical oscillating circuit structure, was the research results.The middle of the last century, the first transistor and quickly replace the tube becomes oscillatory circuit of the active device. In particular the varactor applications on the VCO has important significance to the development of. Variable capacitance diode capacitance as a function of the applied voltage change, using varactor diode voltage controlled device, change the control voltage can be achieved VCO oscillation frequency regulation. In this way, the transistor, varactor diodes and other passive components form the vertical transistor VCO. This transistor VCO implementation of the oscillation frequency of the electronic tuning varactor diode, it is the significant contribution of VCO development. Electronic tube with VCO compared to VCO, transistor with electronic tuning, small volume, low cost, small power consumption, good quality, easy FM range setting. Transistor VCO is the development of television technology at that time rapid promotion of important reasons. From 1960 to1980, VCO transistors are widely used in electronic system design. By 1980, the situationhas changed, hybrid integrated VCO module and monolithic integrated VCO IC appeared. These two kinds of new technology to the development of VC0has produced important influence. VCO has started to enter the modern VCO technology development period. A variety of VCO technology life cycle and the time relation shown in Figure L. The graph, a brief description of the VCO technology in the past 80 years development course.Fig 1VCO technology life cycleVariable capacitance diodes, capacitors, inductors and other components of the miniaturization for the manufacture of VCO components to create the conditions. VCO component is a hybrid integrated circuit device, a package and the outer lead wires. Although discrete transistor VCO according to user requirements with the design and operating frequency tuning range and flexibility, but generally in the production need to consume a large amount of artificial to determine the frequency components for debugging, in order to eliminate the element error on the frequency effect. In addition, discrete components VCO needs good shielding, its size is relatively large. Discrete element VCO can not satisfy the requirements of the development of modern wireless electronic system.At the end of nineteen eighties, the early 90's, the rapid development of the mobile phone, with a package of oscillator components growing demand. This is a VCO component development offerred rare market opportunity. Along with the new wireless application development, each VCO component manufacturers developed fordifferent applications in the field of desired frequency products. Due to the small surface mount components (1206080506030402 and0201), the new development of the VCO component size is more and more small, cost more and more low. Figure 2 illustrates the modern commercial VCO component size with reduced variation. At present, the VCO component has reached a new level, its volume is reduced to 4mm * 5mm * 2mm, supply large quantities VCO sales price has dropped to about $1. VCO component in the15 years of its size reduced sharply, to meet the new wireless mobile devices such as cellular phones on the miniaturization requirement.The VCO component volume change process of2 Nineteen ninties stage, the emergence of a smaller size, lower cost of the VCO technology, which is monolithically integrated VCO technology. Monolithic integrated VCO is a semiconductor integrated circuit device, all the circuit components are integrated on the same chip. This device like the VCO module, is a complete VCO, with packaging and outer lead. The first batch of monolithic integrated VCO uses 2 inches of GaAs IC technology and the monolithic microwave integrated circuit ( MMIC ) manufacturing technology, is for the satellite receiver and radar system. Its high working frequency of GHz, but the high cost. Most of the early single GaAs VCO 's research work is aimed at the military application of unfolding, rarely involved in civil field. In the nineteen eighties, Si-IC technology is a kind of low frequency technology, not for the monolithic integrated VCO with Giga Hertz frequency and bandwidth required for.Through research and development, in 1990 the Si-IC technique in high frequency and passive components integration has achieved significant progress, the successful development of the work with very high frequency transistor, variable capacitance diode and monolithic integration of high Q value of the inductor and the high frequency capacitor. The high frequency silicon monolithic integrated VCO research and development laid a technological basis. Wireless mobile communication system development, requirements in large quantities to provide low cost, small volume, work in the 800 ~2500MHz band VCO. It carried out a great deal of research and development work. In 1992, American California University was first reported by Silicon Monolithic VCO IC research. Thereafter, the silicon monolithic VCO IC research to enter prosperous period, using different techniques for Silicon Monolithic VCO IC continued publication.Silicon Monolithic VCO IC by high frequency bipolar transistor IC technology and SiCMOS-IC technology developed by. In Silicon Monolithic VCO IC development process, academic and research institutions usually adopt the widely used SiCMOS-IC technology, while the industry is using RFIC special BiCMOS technology. Silicon monolithic integrated VCO smaller volume, lower cost and suitable for mass production of products, but also can be used to RF front-end technology manufacturing. This shows, VCO can be associated with a mixer, low noise amplifier, phase locked loop and other RF front-end circuit function module to realize the integrated. It is because the VCO IC with these potential advantages, although early products of poor performance, but the research work has not stopped. Through continuous improvement, its products have been widely used in cordless phones, Bluetooth devices, WLAN, GPS, DBS and other wireless devices and systems. Table 1 lists some monolithic integrated VCO application examples [4].Table 1 contains monolithic integrated VCO RFIC commercial examplesAt present, monolithic integrated VCO also cannot be used for phase noise of demanding applications. Like GSM, CDMA has a high data rate mobile phone system, also can use VCO components2.2The development trend of 2.VCO TechnologyIn the future, VCO technology research and development work will continue to focus on VCO components and monolithic integrated VCO expansion. However, the monolithic integrated VCO technology is the research focus, but also the future of VCO technology development direction in order to adapt to modern wireless system development requirements, VCO components to small, high frequency, wide band, high output and characteristic development. We will adopt a new miniature components and more advanced thin film technology and surface mount technology, continue to promote the VCO package miniaturization and mounted on the surface of. The pass transistor oscillation circuit improvement and development, solve good miniaturization brings resonator Q reduces problems and low power consumption caused by deterioration of a problem. Fourth generation mobile phones and other work in the microwave band high-end wireless systems need to further improve the working frequency of the VCO component, VCO component high frequency. Development of frequency higher microwave VCO components are very important research topic in the future.SiGe BiCMOS RF IC basic technology is evolving with progress. Semiconductor manufacturing technology of active devices and passive components will have better performance. Now, using the Si technology, also can be used for more than 50GHZ transistors and high Q value, high capacitance ratio, low series resistance and capacitance diode quality. This technology also has a substrate of low loss, metal layer thickness of parasitic element, device is little, high working frequency, small working current monolithic integrated VCO.Modern wireless systems, especially in modern mobile communication system, not only requires the VCO its miniaturization and low cost, but also hope that VCO with frequency synthesizer and transceiver unit circuits are monolithically integrated, so as to reduce the volume and cost of the. In addition, monolithic integrated VCO design theory also is being deepened, more and more advanced design technology. Differential amplifier, amplitude control, two harmonic suppressor, IC coupling transformer, composite oscillator, high frequency structure design technology are being incorporated into the monolithic integrated VCO design. Using monolithic integrated VCO technology to high-quality VCO transceiver circuit integrated together with the new products continue to come out. For example, in WLAN and Bluetooth device, the new transceiver is made of high quality VCO and RF transceiver front-end IC integrated together, so that its size is greatly reduced. WLAN (2.4GHZ802.11b type and 5GHZ type 802.11a ) called VCO has very low phase noise.Because RF IC VCO technology unceasing development, satellite receiver, CATV set-top box, wireless data device, cordless phones, mobile phones and other commercial RF systems and devices are increasingly used integrated frequency source. Obviously, in large-scale commercial application, monolithic integrated VCO market share will continue to increase, and the discrete component VCO and VCO components of market share will be reduced stage by stage. Monolithic integrated VCO in large-scale commercial wireless system is dominated by the time will sooncome. VCO technology has realized from the heavy electric tube VCO circuit to the area less than 1square mm Si IC span.3.summaryVCO is the key device of frequency source, has been widely used in various electronic systems. The performance of VCO has a decisive effect on electronic system. In modern mobile communication system to promote the development of VCO high frequency, to form a new generation of microwave VCO. The VCO components and VCO microwave monolithic integrated VCO is a main structural form, is currently the mainstream product of wireless system. Although, in the overall performance levels, monolithic integrated VCO is inferior to VCO component, but it has the integrated advantage, VCO still is the developing direction in the future [5]. In the RF IC technology, SiGe BiCMOS technology is a monolithic integrated VCO the most promising manufacturing technology.。
