论文部分内容阅读
低相位噪声声表面波压控振荡器的实现主要依赖于低损耗、高Q值的声表面波谐振器和低噪声振荡器电路。经过基片材料有效介电常数计算,电极材料选择,反射栅反射系数计算,耦合模型建立,耦合模型参数提取,p矩阵迭加等步骤实现了谐振器的仿真设计,并通过实验对仿真程序进行了验证和改进。在仿真程序精度达到要求后,仿真分析了谐振器各个几何结构对性能的影响,分别设计了单端瑞利波谐振器、双端瑞利波谐振器、表面横波谐振器这三种谐振器结构。在对传统光刻工艺、苯处理lift-off工艺、反转胶lift-off工艺进行实验比较后,采用反转胶lift-off工艺实现了2.5μm、4μm线宽器件的制作。在测试过程中分析了声波传输模式、吸声胶、电极厚度、寄生参数等对器件的影响。最终实现了高Q值谐振器的研制,315MHz谐振器性能如下:单端SAWR插入损耗-1.745dB,有载Q值1368.9;双端SAWR插入损耗-12dB,有载Q值8668.8; STWR插入损耗-12.6dB,有载Q值为7028。经过对相位噪声计算模型的分析,针对不同的声表面波谐振器结构,分别设计并仿真了Collpitz振荡器电路和环形振荡器电路,在完成电路的制作和调试后,分析了实际环境下的噪声来源并对电路加以简单改进,完成振荡器电路制作。振荡器性能如下:单端谐振器型压控振荡器工作频率314.85MHz,相位噪声-73.75 dBc/Hz@100Hz,-97.7 dBc/Hz@1KHz,二次谐波抑制13dB,输出功率3.62dBm,调谐范围54ppm;双端谐振器型压控振荡器工作频率315.426MHz,相位噪声-60.6dBc/Hz @100Hz,-88.7 dBc/Hz@1KHz,二次谐波抑制28.6dB,输出功率1.85 dBm,调谐范围135.3 ppm。