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标题: 用缓冲放大器解决VCO问题 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-8-13 08:13 标题: 用缓冲放大器解决VCO问题

关键字：缓冲放大器 VCO
振荡电路输出的不良隔离会造成许多负面影响，本文描述了围绕VCO电路出现的关键问题，如负载牵引、电源推进、相位噪声和邻近功率放大器(PA)辐射能量的影响；说明了如何利用VCO缓冲器隔离振荡器缓解上述问题。文中给出了MAX2472/MAX2473 VCO缓冲器的应用电路和测试数据。
一般的设计惯例是通过引入缓冲放大器对两个电路进行级间隔离。隔离可以将射频(RF)中的许多不利影响减到最小。不够好的输出隔离会扰乱振荡器的性能，所以振荡器的输出通常包括缓冲级。

在讨论增加缓冲放大器之前，我们考虑一些典型的VCO特性以及隔离问题是如何降低其性能的。例如，很普遍的一个问题是负载条件的变化会使VCO的频率发生变化(频率牵引)。从VCO输出看到的阻抗变化会引起VCO的有源器件结上DC电压的变化。例如，双极型器件集电极到基极电压(Vcb)的变化会影响集电极与基极之间的电容(Ccb)，从而通过影响整个槽路的谐振改变振荡器频率(图1)。

图1.从这个Colpitts VCO输出反射回来的信号功率能引起耗尽电流和偏置点的波动。其结果是晶体管Vcb的波动改变了Ccb，最终影响到振荡器的频率和相位噪声。

另一个频率牵引的现象有时被称为注入捕获或注入牵引。它考虑的是距离VCO工作频率非常近的一个干扰信号带来的影响。当VCO输出端的干扰信号幅度足够大时，将导致VCO为匹配干扰频率而使其振荡频率产生漂移1。

另一个会被糟糕的输出隔离影响到的关键因数是相位噪声。在过去的几年中做了大量的研究以更好的描述振荡器中相位噪声的产生。产生相位噪声的原因包括负载阻抗的变化、反射回VCO输出端的功率、过量的地电流和由于粗劣的RF电路板设计造成的辐射耦合。由这些因素引起的感应电压变化能够导致有源器件中偏置电流的波动、对Ccb的调制效应、幅度的波动和其它能够降低性能的细微问题2。

足够的VCO隔离也要依赖于电路板的布板设计，无论这个VCO是分立元件的、集成的还是模块。VCO的工作状态能够被任何耦合到它的辐射RF能量干扰。能量可以直接耦合到VCO或者通过其它连接到VCO的电路或导线耦合。即使是没有与VCO连接只是在距离VCO很近的地方经过的导线也可以像天线一样捕捉到辐射能量后再将其辐射给VCO。如果VCO的噪声性能很重要，就应该时刻注意板面设计是否合适。

在信号通道中传导并反射回VCO输出的RF能量也可以产生上面讨论的问题。这种信号传导引起的性能降低的一个原因是RF功率放大器(PA)的开、关操作，这些操作可以引起信号通道或其他电路上阻抗的变化，于是将捕获到辐射的RF能量并通过信号通道将其反向传送。好的PCB面设计可以帮助将辐射和传导引起的VCO波动降低至最小。接地、屏蔽和VCO附近的布线方式都会影响VCO的工作和VCO缓冲电路能够实现的隔离量。

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