
負跨導振蕩器(Negative Transconductance Oscillator)是一種利用有源器件(如晶體管)的負跨導特性來産生持續振蕩的電子電路。其核心原理是通過器件的負電阻效應補償諧振回路中的能量損耗,從而維持穩定的振蕩輸出。以下是詳細解釋:
負跨導 (Negative Transconductance)
跨導((g_m))定義為輸出電流變化量與輸入電壓變化量之比((gm = frac{partial I{out}}{partial V{in}}))。當器件(如隧道二極管、某些偏置下的晶體管)呈現負跨導時,其小信號等效電阻為負值((R{neg} = -frac{1}{g_m})),可向諧振回路注入能量,抵消正電阻損耗。
振蕩條件
根據巴克豪森準則,振蕩需滿足:
負跨導器件通過提供增益和補償損耗滿足上述條件。
負阻機制
以交叉耦合對(Cross-Coupled Pair) 為例(常見于LC振蕩器):
$$ Z_{in} = -frac{2}{g_m} $$ 此負阻抗與LC諧振回路并聯,抵消電感的寄生電阻損耗。
典型拓撲
射頻集成電路(RFIC)
廣泛用于壓控振蕩器(VCO),為無線通信系統(如Wi-Fi、藍牙)提供本振信號。其優勢包括:
高速時鐘生成
在CPU、高速串行接口中提供低抖動的時鐘源。
Razavi, B. Design of Analog CMOS Integrated Circuits (McGraw-Hill, 2017)
第8章詳細分析交叉耦合LC振蕩器的負跨導原理與相位噪聲模型。
來源:McGraw-Hill Education(需訪問出版社官網檢索ISBN 978-0072524932)
Lee, T. H. The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits (Cambridge University Press, 2004)
第13章讨論負跨導振蕩器的拓撲優化與頻率調諧技術。
來源:Cambridge University Press(檢索ISBN 978-0521835398)
IEEE論文
來源:IEEE Xplore Digital Library(DOI: 10.1109/4.748999)
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
負跨導 | Negative Transconductance |
振蕩器 | Oscillator |
交叉耦合對 | Cross-Coupled Pair |
壓控振蕩器 | Voltage-Controlled Oscillator (VCO) |
相位噪聲 | Phase Noise |
諧振回路 | Resonant Tank Circuit |
由于當前未搜索到與“負跨導振蕩器”直接相關的網頁資料,我将基于電子電路領域的通用知識進行解釋:
負跨導振蕩器(Negative Transconductance Oscillator)
是一種利用電路元件的負跨導特性來産生持續振蕩信號的電子振蕩器。其核心原理是通過負跨導抵消電路中的損耗,形成自激振蕩。
關鍵概念解析:
跨導(Transconductance, ( g_m )
定義為輸入電壓變化引起的輸出電流變化率,公式為:
$$
gm = frac{partial I{out}}{partial V_{in}}
$$
負跨導表示輸入電壓增加時,輸出電流反而減小(( g_m < 0 ))。
振蕩條件
需滿足巴克豪森準則:
典型實現
常見于高頻電路,例如:
應用場景
多用于射頻(RF)電路、微波通信系統等高頻領域,因其結構簡單、頻率穩定性較高。
注:若需具體電路分析或設計參數,建議補充器件型號或應用場景以便進一步探讨。
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