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缓冲放大器解决 VCO 问题
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2022-11-18
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常见的设计实践是通过在它们之间引入缓冲放大器来隔离两个电路级。隔离最大限度地减少了许多不利影响，并且在无线电频率 (RF) 下。输出隔离不良会干扰振荡器性能，因此振荡器输出端通常包含一个缓冲级。常见的设计实践是通过在它们之间引入缓冲放大器来隔离两个电路级。隔离最大限度地减少了许多不利影响，并且在无线电频率 (RF) 下。输出隔离不良会干扰振荡器性能，因此振荡器输出端通常包含一个缓冲级。在讨论添加缓冲放大器级之前，我们先考虑一些典型的 VCO 特性以及隔离问题如何降低性能。例如，一个常见的问题是 VCO 响应变化的负载条件（频率牵引）而表现出的频率变化。VCO 输出的阻抗变化会引起 VCO 有源器件结点上直流电压的变化。例如，双极器件的集电极-基极电压 (Vcb) 的变化会影响集电极-基极电容 (Ccb)，这反过来又会通过影响整体回路谐振来改变振荡频率（在讨论添加缓冲放大器级之前，我们先考虑一些典型的 VCO 特性以及隔离问题如何降低性能。例如，一个常见的问题是 VCO 响应变化的负载条件（频率牵引）而表现出的频率变化。VCO 输出的阻抗变化会引起 VCO 有源器件结点上直流电压的变化。例如，双极器件的集电极-基极电压 (Vcb) 的变化会影响集电极-基极电容 (Ccb)，这反过来又会通过影响整体回路谐振来改变振荡频率（图 1图 1 ） ). ） ).图 1. 在此 Colpitts VCO 的输出端反射的信号功率会在电流消耗和偏置点中产生波动。结果，晶体管中的 Vcb 波动调制 Ccb，影响振荡器频率和相位噪声。图 1. 在此 Colpitts VCO 的输出端反射的信号功率会在电流消耗和偏置点中产生波动。结果，晶体管中的 Vcb 波动调制 Ccb，影响振荡器频率和相位噪声。另一种频率牵引现象有时称为注入锁定或注入牵引。它涉及非常接近 VCO 工作频率的干扰信号的影响。当 VCO 输出端口的干扰源幅度足够大时，它会导致 VCO 改变其振荡频率以匹配干扰频率¹。另一种频率牵引现象有时称为注入锁定或注入牵引。它涉及非常接近 VCO 工作频率的干扰信号的影响。当 VCO 输出端口的干扰源幅度足够大时，它会导致 VCO 改变其振荡频率以匹配干扰频率¹。受输出隔离不良影响的另一个关键性能因素是相位噪声。为了更好地描述振荡器中相位噪声的产生，在过去几年中进行了大量研究。产生相位噪声的条件包括负载阻抗的变化、返回到 VCO 输出的功率反射、过大的地电流，以及由于 RF 布局不良导致的辐射耦合。感应电压变化会导致有源器件中的偏置电流波动、对 Ccb 的调制效应、振幅扰动以及其他会降低性能的细微问题²。受输出隔离不良影响的另一个关键性能因素是相位噪声。为了更好地描述振荡器中相位噪声的产生，在过去几年中进行了大量研究。产生相位噪声的条件包括负载阻抗的变化、返回到 VCO 输出的功率反射、过大的地电流，以及由于 RF 布局不良导致的辐射耦合。感应电压变化会导致有源器件中的偏置电流波动、对 Ccb 的调制效应、振幅扰动以及其他会降低性能的细微问题²。充分的 VCO 隔离还取决于电路板布局，以及 VCO 是分立式、集成式还是模块化。耦合到 VCO 的任何辐射 RF 能量都会干扰 VCO 的运行。能量可以直接耦合到 VCO 或通过连接到 VCO 的其他电路或迹线耦合。即使在 VCO 附近运行的未连接电路迹线也可以用作天线，接收辐射能量并将其重新辐射到 VCO。当 VCO 噪声性能至关重要时，应始终遵守正确的布局。充分的 VCO 隔离还取决于电路板布局，以及 VCO 是分立式、集成式还是模块化。耦合到 VCO 的任何辐射 RF 能量都会干扰 VCO 的运行。
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