压控振荡器（VCO）

压控振荡器是这样一种振荡器：它的输出频率由一个用电压做成的旋钮来调节。给它更高的控制电压，它就走得更快；把电压降下来，它就慢下来。可以想象一位歌手随着指挥的手抬高、放低而把音调上下滑动——VCO 就是这位歌手，控制电压就是指挥的那只手。VCO 单独使用时是个自由振荡器：它自己会很惬意地振荡，但确切的频率会随温度、电源电压以及制造时的运气而漂移，所以你几乎从不单独信任它。

正因为如此，VCO 通常是锁相环（PLL）里面的那台引擎。环路盯着 VCO 的相位与一个干净的参考相比如何，然后轻轻地推动控制电压，直到两者对齐并保持住——VCO 就成了 PLL 用来到达并锁住目标频率的那块肌肉。关键的设计数字是 VCO 增益 Kvco，单位是赫兹（或弧度）每伏：它告诉你每加一伏调谐电压能换来多少 MHz 的频率。大的 Kvco 带来宽的调谐范围，但也让振荡器变得神经质——控制线上每一毫伏的噪声都会糊成频率抖动，在输出时钟上表现为 jitter 和相位噪声。

真正在做振荡的，常见有两种风味。LC VCO 让能量在电感和电容之间来回荡，你通过用变容二极管（varactor，一种电压相关的电容）改变电容来调谐——它们很安静，在射频收音机里很受青睐。环形 VCO（ring VCO）把奇数个类似反相器的级串成一个环，靠饿着或喂饱它们的偏置电流来让它们加速或减速；它们体积小、在普通数字 CMOS 里很容易做出来，主导着芯片上的时钟产生，代价是相位噪声更大。