《電子技術應用》
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接收機高頻頭微波振蕩器的穩(wěn)頻技術
摘要: 在衛(wèi)星電視接收機的高頻頭中,,本機振蕩器的工作頻率很高,,處在微波頻段。根據(jù)下變頻的要求,,本機振蕩頻率與輸入信號頻率相差一個中頻,,第一中頻的頻率范圍為950MHZ~1450MHZ,,對于C波段,通常采用高本振頻率方案,,輸入信號的頻率范圍為3.70GHZ~4.20GHZ,,本振頻率為5.15GHZ;對于KU波段,,通常采用低本振方案,,輸入信號的頻率范圍為11.70GHZ~12.20GHZ,,本振頻率為 1.075GHZ。
Abstract:
Key words :

        在衛(wèi)星電視接收機高頻頭中,,本機振蕩器的工作頻率很高,,處在微波頻段。根據(jù)下變頻的要求,,本機振蕩頻率與輸入信號頻率相差一個中頻,,第一中頻的頻率范圍為950MHZ~1450MHZ,對于C波段,,通常采用高本振頻率方案,,輸入信號的頻率范圍為3.70GHZ~4.20GHZ,,本振頻率為5.15GHZ,;對于KU波段,通常采用低本振方案,,輸入信號的頻率范圍為11.70GHZ~12.20GHZ,,本振頻率為 1.075GHZ。

        由于高頻頭放置于到外,,環(huán)境溫度變化形成較大的溫差,,往往會使本的振頻率產(chǎn)生漂移,從而產(chǎn)生“跑臺”現(xiàn)象,。因此,,要求本振頻率在不同的環(huán)境溫度中(-330~+60℃)產(chǎn)生的最大頻偏小于±2MHZ。

        振蕩器常用的穩(wěn)頻方法有3種:晶振倍頻法,、鎖相環(huán)穩(wěn)頻法和高Q值諧振倍頻法,,下面分別予以介紹。

        1,、晶振倍頻法:因為晶體工作頻率一般不能很高,,所以先在較低的頻率上構成一個晶體振蕩電路,然后利用非線性電路得到該振蕩頻率的高次諧波,,通過選頻回路選出該高次諧波分量,,再進行放大。由于倍頻的倍數(shù)較大,,通常需要使用多級倍頻器級聯(lián),。這種穩(wěn)頻方式雖然能獲得較高的穩(wěn)定度,但結構復雜,,體積大,、效率低、諧波干擾大,,僅在早期的微波通信中得到應用,。

        2,、鎖相環(huán)穩(wěn)頻法:微波振蕩器由壓振蕩器組成,在輸出端取出一部分能量,,經(jīng)微波分頻后,,與一個晶體振蕩器產(chǎn)生的基準頻率進行相位比較,得到的誤差信號經(jīng)環(huán)路濾波器平滑濾波后,,用來控制微波壓振蕩器的控制電壓,,使得振蕩器的頻率與基準頻率鎖定。這種穩(wěn)頻方法可使微波振蕩器的頻穩(wěn)度與晶振的頻穩(wěn)度保持在同一數(shù)量級上,,效果最好,,本振相位噪聲最低,只是電路較復雜,,成本較高,,主要用于衛(wèi)星數(shù)字電視、衛(wèi)星數(shù)字通信等要求較高的場合,。在25℃測試條件下,,對于C波段、KU波段單本振單極化數(shù)字寬帶鎖相環(huán)高頻頭,,采用PLL鎖相技術后,,本振穩(wěn)定性較好,一般本振頻率穩(wěn)定度為±100KHZ,;對于C/KU雙波段雙本振雙極化單輸出(或雙輸出)高頻頭,,一般本振頻率穩(wěn)定度為±500KHZ。

        3,、高Q值諧振腔穩(wěn)頻法:高Q值諧振腔穩(wěn)頻法不需對振蕩頻率進行分頻或倍頻處理,,而直接在工作頻率上對振蕩器進行穩(wěn)頻,穩(wěn)頻效果的好壞與高Q值諧振腔的Q值有關,。Q值越高穩(wěn)頻效果越好,,一般要求高Q值諧振腔的空載Q值高達幾千甚至數(shù)萬。目前,,常用的介質(zhì)諧振器的形狀有方形,、圓柱形和圓環(huán)形,圓柱形用得最多,。介質(zhì)諧振器的固有諧振頻率是指介質(zhì)諧振器處于自由空間時的諧振頻率,,實際使用中,當它放置于其他介質(zhì)材料或?qū)w上時,,其諧振頻率就會改變,,其原因是有一部分電磁場分布于其外表,當它靠近其他介質(zhì)或?qū)w時,其外部的電磁場分布規(guī)律就會發(fā)生變化,,一般情況下,,當它靠近金屬導體時,諧振頻率就會升高,,而靠近介質(zhì)材料時諧振頻率就會下降,。我們正是利用這一特性,微小調(diào)節(jié)金屬導體與介質(zhì)振蕩器的距離,,便可改變介質(zhì)振蕩器的諧振頻率,。

        介質(zhì)振蕩器與其他電路(如微帶電路)的耦合同樣是利用介質(zhì)振蕩器外部電磁場分布特性來解決的。利用介質(zhì)振蕩器的磁場與微帶電路上的微帶線的交鏈實現(xiàn)能量的耦合,,耦合的強弱可以通過改變二者的距離來調(diào)節(jié),,但介質(zhì)振蕩器的有載Q值將會下降,使用中必須根據(jù)實際需要進行選擇,。

        高Q值諧振腔穩(wěn)頻的介質(zhì)振蕩器的Q值高,、體積小,穩(wěn)定度系數(shù)可根據(jù)需要選擇,,且成本較為低廉,,采用這種介質(zhì)振蕩器穩(wěn)頻的微波振蕩器,,無論在體積,、復雜程度和成本上,都大大優(yōu)于前兩種方法,,而且在性能上完全滿足衛(wèi)星電視接收的要求,。因此,目前絕大多數(shù)衛(wèi)星電視接收機的高頻頭本振都采用這種穩(wěn)頻方法,。

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