振蕩器是所有射頻系統(tǒng)的核心部件，其性能直接影響到系統(tǒng)中幾乎所有其他元件的性能，并對(duì)最終的數(shù)據(jù)精度產(chǎn)生決定性的影響。振蕩器的功能非常簡(jiǎn)單（至少在理論上是這樣）。 它只是創(chuàng)造一個(gè)純正的正弦波，如下圖所示。

圖1 理想振蕩器的頻域和時(shí)域波形

理想與實(shí)際振蕩器

跟任何其他元件一樣，實(shí)際器件和理想器件有相當(dāng)大的差距。理想的性能和現(xiàn)實(shí)的振蕩器的性能如下所示。 在右邊，你可以看到三種不同頻率的振蕩器。 第一個(gè)（頂部）圖顯示了最常見(jiàn)的非理想（不想要的）問(wèn)題。 最高的中心峰值是我們想從振蕩器中得到的，但是中心峰周圍所有其他的小峰值，都是我們不想要的。 在這種情況下，這些小峰值之間的間隙似乎是相當(dāng)穩(wěn)定的，這至少可以給我們一些線索來(lái)排除故障。 第二張（中間）圖顯示了中心峰周圍有許多小峰，有些峰似乎處于相似的間隙中，有些現(xiàn)在也是。 中心峰值周圍的頻率響應(yīng)不是很對(duì)稱，第三幅圖（底部）顯示了中心峰值沿頻率軸放大。 理想振蕩器的中心峰值應(yīng)該顯示非常尖銳的（不管你怎么放大它），但這一個(gè)顯示了一種擴(kuò)大的裙邊，因?yàn)樗陆档椒逯档牡撞俊?這是由振蕩器的相位噪聲引起的，這是每個(gè)人都想避免的，但不可能完全消除。

圖2 理想振蕩器和實(shí)際振蕩器的頻譜顯示

理想振蕩器和現(xiàn)實(shí)振蕩器之間，還有一個(gè)重要的區(qū)別。 它是關(guān)于振蕩器的頻率隨溫度的變化。 每個(gè)人都想要一個(gè)頻率根本不隨溫度變化的振蕩器，如左圖所示。 但這種振蕩器只存在于我們的想法中，而不是現(xiàn)實(shí)中。 現(xiàn)實(shí)中的振蕩器顯示了溫度的頻率響應(yīng)，如右圖所示。 說(shuō)明了頻率隨溫度的變化，這種頻率變化對(duì)通信系統(tǒng)的性能有很大的影響。 有幾種技術(shù)來(lái)補(bǔ)償這種頻率變化（例如，鎖相環(huán)，溫補(bǔ)控制等） ，但幾乎不可能完全消除這些頻率變化。

圖3 溫度對(duì)振蕩頻率的影響

振蕩器有很多種不同的類型。 如果你破壞任何一個(gè)電子產(chǎn)品，你會(huì)看到振蕩器（a）~（d）。 如果拆開(kāi)一些需要高頻率精度零件的電子設(shè)備，你會(huì)看到像（f） ~ （g）這樣的振蕩器，稱為 ocxo （烘箱控制晶體振蕩器）。 如果你看到（j） ~ （l）這樣的產(chǎn)品，它看起來(lái)不像是一個(gè)振蕩器，但我把它們也歸類為振蕩器，因?yàn)樗鼈兊墓δ芑旧虾臀覀兺ǔ？吹降恼袷幤饕粯印?這些被稱為’磁控管’ ，通常用于微波爐或非常大功率的發(fā)射機(jī)，如雷達(dá)系統(tǒng)。

面試常問(wèn)的小問(wèn)題：

1，怎樣理解相位噪聲？

參考答案：在時(shí)域波形來(lái)看，就是非規(guī)律出現(xiàn)的時(shí)鐘抖動(dòng)，在頻域顯示的時(shí)候不管出現(xiàn)的概率是多少，都會(huì)在頻域體現(xiàn)出來(lái)；而如果信號(hào)周期固定偏移，那就是頻偏而不是是相位噪聲了。所有的時(shí)鐘抖動(dòng)都體現(xiàn)在圖2右圖中的相位噪聲圖中 。

2，在通訊系統(tǒng)中，和振蕩器密切相關(guān)的參數(shù)有哪些？

頻率誤差，相位誤差，EVM等參數(shù)和振蕩器密切相關(guān)。