RFID射頻系統中的振蕩器
振蕩器是射頻系統中最基本的部件之一,它可以將直流功率轉換成射頻功率,在特定的頻率點建立起穩定的正弦振蕩,成為所需的射頻信號源。早期的振蕩器在低頻下使用,考畢茲(Colpitts)、哈特萊(Hartley)等結構都可以構成低頻振蕩器,并可以使用晶體諧振器來提高低頻振蕩器的頻率穩定性。當工作頻率達到微波波段時,電壓和電流的波動特性將不能被忽略,需要采用傳輸線理論來描述電路的特性,討論基于反射系數和S參量的微波振蕩器。
1.振蕩條件
雙端口振蕩器由晶體管、調諧網絡和終端網絡3部分組成。雙端口振蕩器,產生振蕩需要滿足如下3個條件:條件1:存在不穩定有源器件、條件2:振蕩器左端滿足、條件3:振蕩器右端滿足。放大器和振蕩器都可以采用晶體管實現,但放大器有輸入信號,振蕩器無輸入信號。振蕩器與放大器的主要差異如下:
(1)在放大器的情形,希望晶體管器件具有高度穩定性;在振蕩器的情形,希望晶體管器件具有高度不穩定性。
(2)振蕩器的起振由任意噪聲或暫態信號觸發,但很快達到一個穩定的振蕩狀態。振蕩器由起振到穩態需要一個非線性有源器件完成,對振蕩器的全面分析比較復雜。
2.晶體管振蕩器
晶體管振蕩器實際是工作于不穩定區域的晶體管二端口網絡。晶體管振蕩器的設計步驟如下:
(1)選擇一個在期望振蕩頻率處潛在不穩定的晶體管。
(2)選擇一個合適的晶體管電路結構。為增強上述電路的不穩定性,還常常配以正反饋來增加其不穩定性。
(3)在不穩定區域中選擇一個合適的反射系數值ΓT,使其在晶體管的輸入端產生一個大的負阻,由選定的反射系數值ΓT可以確定終端網絡。
(4)此時電路可以視為單端口振蕩器,需要選擇調諧網絡的阻抗。
(5)如果輸入或輸出端口中的任何一個端口符合振蕩條件,則電路的兩個端口都將產生振蕩。
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