參考鏈接
自激振盪的引起,主要是由於放大器內部是由多級直流放大器組成的,由於每級放大器的輸出以及后一級放大器的輸入都存在輸出阻抗,輸入阻抗和分布電容。這樣在級間都存在R-C相移網絡。當信號每通過一級R-C網絡后就要產生一個附加相移。此外,在運放的外部偏置電阻和運放輸入電容,分布電容電感,寄生電容電感都有可能產生附加相移。結果運放輸出的信號通過負反饋回路再疊加增到180度附加相移,而且假若反饋量足夠大,終將使得負反饋轉變為正反饋,從而引起振盪。一般來說,主要的因素有兩個,一個是輸出端有容性負載,二是反饋深度過深。
常見的解決辦法為:
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在放大器的輸出端並接反饋電容:
消除反饋極點,Cf應該如何選擇;
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在運放的輸出端串接小電阻:
串接電阻調節極點分布。
1.三極管的穩定性
三極管出現自激振盪的條件。
2.微波網絡角度看自激
自激的現象:在實際測試中,觀察到在如下結構中的一部分組件中,存在一個自激信號。自激信號表現為頻點為6GHz,幅值大於0dBm,相對比較穩定。在第二級的低噪放輸出端沒有觀察到這種現象(當時應該是沒有仔細看,但是考慮到濾波器的濾波效應,6GHz的帶外抑制是比較強的,所以可以通過幅值來判斷是第二級產生的,還是放大第一級的自激信號)。此時低噪放輸入端開路,由於第一級低噪放輸出端接的SIW濾波器的通帶為4.6GHz~5GHz,帶外抑制為40dB以上(6GHz處的帶外抑制應該有45dB以上)。
自激與穩定性之間的關系:我們所產生的自激現象實際上是自激振盪,因為是一個單頻點的信號,非常穩定。而如果是低噪放不穩定性形成的自激現象的話,帶內的增益會發生抖動。這主要是因為由於引發的不穩定性應該在一定頻帶內表現為連續現象,即在一個比較寬的頻帶內都出現雜散信號。
《穩定性描述》
似乎自激與二端口網絡的匹配特性無關,繼續排查。我們發現只要拆除掉低噪放偏置輸入端口的濾波電容,自激現象就消失了。所以懷疑應該跟偏置端口的退耦電路有關。繼續排查發現,假設是電源是噪聲源,那么濾波電容必須要在噪聲源的去耦半徑之內。
經過排查發現,兩個LC濾波電容(C1=10nF,C2=10pF)的去耦距離都在指定的范圍內,首先兩個都為0402的陶瓷貼片電容,焊接時的ESL(等效串聯電感)的值都大約是550pH,算下來兩個濾波電容的諧振點分別
f1 = 67.86MHz
f2 = 2.146GHz
按照上述文件關於去耦距離的描述(按照波長的1/40進行計算)
d1 = 5.86cm
d2 = 1.8mm
而兩塊低噪放距離電源的距離都超過40cm。我們后來把電容移到電源旁邊,成功解決了問題。
問題
問題應該在E類功放上,參考以下幾個文檔:
對於低噪放出現的自激振盪的現象我們當時的解決方案是拆掉了去耦電容。此外觀察發現在去耦電容的旁邊發現PCB上面存在一個過孔。過孔應該也就相當於一個等效串聯一個電感。兩路都出現了類似的自激現象。
所以兩個電容並沒有實現合理的去耦功能,這就導致電源噪聲沒有被良好的濾除。我們將電源濾波電容進行了一下更新。成功避免了問題。
?匹配,對於源和對於阻抗的關系。