功率放大器振荡:寄生及其对放大器的影响

2020年1月8日

射频放大电路在外壳

不管处于哪个阶段，振荡通常都是不明确的。这个词本身的意思是，在本质上，来回，也被称为振动或两种状态之间的过渡。总的来说，在每种情况下，这通常等同于与时间度量相关的重复变化，并且通常与平衡点相关。

例如，如果你正在观看你最喜欢的大学足球队，他们触地得分，你会感到情绪高涨。然而，如果同一支球队的四分卫在他们的下一个进攻回合中投出一个挡拆，你会立即体验到情绪低落，然后对着电视屏幕大喊大叫。这相当于波动，因为你从一种情绪状态进入另一种情绪状态，当你经历下一个情绪高潮时，这个波动周期就会完成。

就像在生活中一样，振荡发生在电子学领域。有些振荡是设备功能的自然组成部分，而对于其他设备，这是一种不必要的现象。例如，在射频功率放大器中，有一种振荡叫做寄生振荡。这种特殊类型的振荡属于不希望出现的现象。

什么是振荡?

综上所述，振荡是一种重复的变化，通常在可测量的时间内，参考中心点或价值平衡。此外，这还包括在两个或多个不同状态之间的转换，通常是相反的状态。正如我前面提到的，振动是另一个精确描述机械振动的词。此外，最常见的两个振荡例子是交流电(AC)和摆锤。

然而，振荡发生在我们周围，不仅在机械系统中，而且在动力系统中，以及几乎每一个科学领域。其他希望看到的振荡例子包括人类的心跳、地热间歇泉、弦乐器中弦的振动、人类大脑中神经细胞的放电，以及造父变星，它们基本上经历了亮度的波动。

如上所述，在某些情况下，振荡不仅是受欢迎的，而且是正常功能的要求，就像在人类心脏中一样。然而，就像大多数事物一样，存在着对等但相反的东西。关于振荡，我所说的相反的东西叫做寄生振荡。就射频功率放大器而言，寄生振荡是不受欢迎的问题。

功率放大器中不希望出现的振荡

例如，射频功率放大器是一种转换低功率的电子放大器射频信号转换成更高功率的信号．一般来说，射频功率放大器驱动发射机的天线。总的来说，这里的设计目标包括功率输出、增益、功率效率、带宽、线性度(产生输入的精确副本)、输入输出阻抗匹配，散热适当。

然而，在这种情况下所有电子元件和设备在这种情况下，放大器将按预期工作并发挥功能，直到它们的功能中断。当功率放大器的电路或元件中存在寄生振荡时，就会发生这样的破坏。此外，这些类型的破坏(寄生振荡)在更高的频率下更加关键和明显。那么，是什么导致了这些振荡呢?这个问题有多种答案，我将在接下来的段落中更详细地讨论这个问题。

功率放大器振荡的原因?

功率放大器中振荡的发生，在很多情况下，发生在较高的频率，较高的增益，以及较差的设计布局。此外，评估振荡的第一步是测量振荡的振幅和频率。如果你使用的是示波器，你可以使用示波器的内部触发器来稳定波形。

就原因而言，通常在3dB带宽附近的振荡是输入-输出反馈的产物。请记住，当处理更高频率的振荡时，您将需要使用频谱分析仪来观察它们。此外，这种类型的振荡通常会导致波形失真，范围通常在数百兆赫到千兆赫之间。

此外，这经常是，最终，由设备的输出或输入寄生振荡的副产品。

电路元件布置在蓝色背景上

放大器电路的电位布局可能变化很大。

功率放大器中的寄生振荡

如前所述，寄生振荡是一种不利的电子振荡，或在电子功率放大器或数字设备中输出电流或电压的周期性变化。此外，您通常可以将其原因归因于放大设备中的反馈。此外，如前所述，该问题在射频功率放大器中更为突出，音频放大器，以及其他各种类型的电子放大器。然而，这并不局限于放大器;这种类型的振荡也可能发生在数字信号处理器中。

此外，寄生振荡是控制理论研究的中心问题之一。如你所知，控制理论涉及数学和工程领域内的动力系统的行为。此外，控制理论概述了一个系统在经历各种输入的影响时保持受控输出的必要条件。虽然它最初用于自动化和机器人，但现在它在基因组学、社会学和生理学等领域用于调节过程。

寄生振荡不受欢迎的原因有很多。其中一个原因是，它会对电路中的其他设备造成电磁干扰。这是因为寄生振荡也可以辐射为无线电波，影响其他电路。如果你曾经听到烦人的音调从你的汽车扬声器或耳机，你看到的是一个音频系统的寄生振荡。