多功能振荡器与频率合成器

　现代发射机和接收机利用多功能振荡器和频率合成器实现载波信号及上/下变频本地多功能振荡器频率的生成，对频率调谐的辅助以及其他功能。此类精密频率的生成可通过多种材料和技术实现。本文对射频和微波技术中常用的各种多功能振荡器和频率合成器进行简单介绍。

　　多功能振荡器为一种可在受激时产生可重复可预测频率响应的材料和结构，并且是很多模拟、数字和射频电路中的关键部件。某些类型的多功能振荡器由通过相互作用而产生振荡的电气元件组成，而另外一些多功能振荡器采用可在受激时生成谐振信号的材料。为了提高多功能振荡器针对长时间工作、温度、材料及元件退化以及其他因素的电气性能和稳定性，某些类型的多功能振荡器还采用数字或模拟控制电路。

　　某些早的多功能振荡器利用电感和电容电路产生谐振和振荡信号。早期的无线电系统通过以旋钮和开关调节电感值和电容值的方式，实现改变谐振特性的目的。此类系统通常比采用其他的技术的多功能振荡器体积更大，而且必须持续调谐，才能保持所需的振荡性能。LC电路多功能振荡器已大部分被集成电路中的晶体多功能振荡器及其他电路类型多功能振荡器所取代。

　　同轴元件也可用于在与其本身的几何结构及腔体几何结构相符合的特定频率下产生电感和电容特性。此类器件虽然因所需工作频率而在小型化方面受到限制，但是其通常非常稳定，而且可在数百兆赫兹至数千兆赫兹范围内提供优异的相位噪声性能。

　　晶体多功能振荡器由在受到电激励时产生谐振特性的晶体结构组成。此类多功能振荡器通常非常稳定，具有优异的相位噪声，而且可制成相对小巧的结构。在具有更高要求的应用中，晶体多功能振荡器通常集成至更为复杂的模拟或数字电路中，这些电路利用一个或多个多功能振荡器及环境控制系统实现更加可靠的性能，以对频率和相位的经时变化进行限制。晶体多功能振荡器的振荡频率与晶体尺寸成正比，而且晶体多功能振荡器可制造成在数赫兹至千兆赫兹以上范围内产生谐振特性。

　　介质谐振多功能振荡器为一类利用介质谐振器产生非常稳定且颤噪效应极低的高Q谐振特性的微波和毫米波频率多功能振荡器。介质谐振多功能振荡器通常采用具有高介电常数和低损耗因子的介质块作为其谐振元件，而且与其他谐振结构类似，介质谐振多功能振荡器的工作频率与介质块的物理尺寸相关。虽然介质谐振多功能振荡器与同轴谐振多功能振荡器的腔体谐振器类似，但是其在高频下的电阻性损耗并不增大。

　　锁相多功能振荡器为由多功能振荡器和用于提高该多功能振荡器稳定性的模拟或数字辅助控制电路组成的复合结构。锁相多功能振荡器利用对所需频率特性进行校正和“锁定”的反馈网络实现对谐振特性或多功能振荡器激励的调整。锁相多功能振荡器电路的要求取决于多功能振荡器类型，频率要求，频谱质量要求，功率输出以及其他环境因素。

　　压控多功能振荡器为一种可由输入电压信号（通常为直流信号）控制的多功能振荡器。压控多功能振荡器分为带可变电容（变容）二极管器件的压控晶体多功能振荡器（VCXO），钇铁石榴石（YIG）调谐多功能振荡器等多种类型。