公用电源内阻抗的寄生耦合
公用电源内阻抗的寄生耦合:公用电源内阻抗产生多级寄生振荡的原因也有多种:由于采用公共电源对各级馈电而产生的寄生反馈。多级放大器公用一个电源时,后级的电流流过公用电源,在电源内阻抗上产生的电压反馈到前面各级,便构成寄生反馈;由于每级内部反馈加上各级之间的互相影响,如两个虽有内部反馈而不自激的放大器,级联后便有可能会产生自激振荡:各级问的空闻电磁耦合会引起多级寄生振荡。
放大器各级和公用电源内阻抗产生的相移叠加的结果,可能在某个频率形成正反馈。有以下两种可能情况。
一、是在低频端形成正反馈。形成正反馈的原理是:公用电源的滤波电容随着频率的降低,电抗增大,相移也增大,若各个放大级有耦合电容、变压器等低频产生相移的元件,总的相移就有可能满足正反馈条件。若各个放大级之间为直接耦合,仅有公用电源内阻抗产生的相移,是不会构成正反馈的。因此,对于放大器级间的耦合,应尽量避免采用电容或变压器耦合;当不得已而采用电容或变压器耦合时,应加大公用电源滤波电容的容量,或在各级供电电源之间加去耦滤波器,以减小反馈量,使之不满足自激条件。
二、是在高频端形成正反馈。接于直流电源输出端的大容量滤波电容,具有相当可观的寄生电感,寄生电感是和电容串联的。随着频率的升高,寄生电感的感抗不断增大,乃至超过电容的容抗,这时公用电源内阻抗便成为了感性阻抗,当频率很高时,感抗便变得十分可观。后级输出交流电源也将产生相当大的电压反馈到前级。寄生电感产生的相移和放大器各级的高频相移叠加起来,就有可能在高频端的某一频率下满足自激条件。
三、防止和消除这种高频寄生振荡的方法是在原有的大容量滤波电容两端并联一个小容量的无感电容,如l04~l05pF的电容。这样,虽然在高频时大容量的电容呈现为相当大的感抗,但并联的小容量无感电容却呈现为很小的容抗。当频率很高时,电源接线的引线电感也可能形成相当可观的寄生反馈,故在布线时应尽可能缩短电源引线。若结构上无法缩短电源引线,可在电源引线的尽头,即到达低电平级供电点接一个小容量的无感电容到地,使之和引线电感构成一个低通滤波器。
四、在高频功率放大器及高频振荡器中,由于通常都要用到扼流圈、旁路电容等元件,故在某些情况下会产生低频寄生振荡。要消除由于扼流圈等引起的低频寄生振荡,可以适当降低扼流圈电感数值和减小它的Q值。后者可用一个电阻和扼流圈串联实现。要消除由公共电源耦合产生的多级寄生振荡,可采用由LC或RC低通滤波器构成的去耦电路,使后级的高频电流不流入前级。