作者：Xavier Ramus 德州儀器

由于寄生或環(huán)路增益問題，在處理高速放大器時，經(jīng)常會出現(xiàn)煩人的振蕩。我們可以預測振蕩的頻率范圍，但無法鎖定特定頻率。那么，如何創(chuàng)建具有特定頻率的振蕩器呢？

創(chuàng)建方法多種多樣。很多振蕩器電路都基于晶體管，但也有一些適合使用運算放大器。這里我們將使用運算跨導放大器 (OTA) 來創(chuàng)建線性振蕩器?？鐚请妷合?a href="http://m.brongaenegriffin.com/tags/電流/" target="_blank">電流的轉(zhuǎn)換，可表示為 mA/V 或 S (Siemens)。如欲了解有關 OTA 的更多詳情，敬請查閱 OPA861 產(chǎn)品說明書或我編寫的、題為《解密運算跨導放大器》的應用手冊。

理解 OTA 的一種簡單方法是將其看成三端自偏置雙向晶體管，包括 B 輸入、E 輸入／輸出以及 C 輸出端。這里使用的命名法主要強調(diào)與晶體管的相似之處。B 輸入端與雙極晶體管的基本功能相同，E 相當于發(fā)射極，C 相當于集電極。E 輸入／輸出可根據(jù)電路配置，用作輸入或輸出。

因此，B 輸入是高阻抗，E 輸入為低阻抗，可提供支持 gm 跨導增益 (mA/V) 的輸出阻抗，而 C 輸出則為高阻抗。

振蕩頻率的計算公式為 。

RC 將得出 Q 因數(shù)或諧振頻率周圍的擴散寬度結(jié)果，而 RE 將得出增益結(jié)果。注意：增益電阻器是 E 輸入內(nèi)部阻抗與外部增益電阻之和。

同樣，別忘了在計算諧振頻率時考慮 C 輸出端、B 輸入端以及緩沖器輸入節(jié)點上的寄生電容，并將 Cosc 作為主項。

在這里開發(fā)的電路通過 OPA860 實施，該器件完美整合了一個高速 OTA 和一個閉環(huán)緩沖器。為得到下圖 2 所示結(jié)果，我們選擇了以下組件：

RC = 100W (5%)

RE = 24W (5%)

Losc = 12nH (5%)

Cosc = 1nF（X7R 陶瓷 = ±15%）

由于各種組件容差問題，我們預計振蕩頻率將介于約 41.8MHz 和約 51.6MHz 之間。我們依據(jù)組件容差測量室溫頻率為 43.1MHz。

為獲得以上情節(jié)，將整個 PCB 插入加熱爐，使所有組件一起漂移。整體中心頻率變化來自獨立 LC 元件。OTA 跨導增益也會變化，但由于其隨溫度變化而變化，因此增益也會改變。如果增益變得不足，振蕩就會停止。

必須做一些改進才能最大限度降低諧振頻率的溫度依賴性?？墒褂眯省Ｈ绻窃谑覝叵率褂?，該電路可通過監(jiān)控振蕩來測量系統(tǒng)的電容或電感變化。隨著系統(tǒng)電容或電感的變化，諧振頻率也會發(fā)生改變，提供變化元件的相對測量值。

如果您的電路存在振蕩問題并希望獲得更多有關應對辦法的更多詳情，敬請查看我的博客文章“高增益、高帶寬：該電路為什么振蕩”。

閱讀原文, 請參見http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2013/07/31/wanted-stable-oscillator.aspx

編輯：jq