在MAX2104啟動過程中消除寄生振蕩的最佳方法是將其設置在一個初始的頻率，在該頻點上需要大的Vtune值，使得調諧電壓高于箝制電壓值。本篇應用筆記詳細闡述這種方法。

概述

以下的文章解釋了為什么關閉倍頻器會消除MAX2104中的寄生振蕩現象。

在變容管調諧電壓Vtune低于3.9V時寄生振蕩現象發生。在該點上負載諧振回路Q非常低，而寄生回路Q值非常高。該路徑為典型串聯諧振回路包括低損耗串聯電感與振蕩器單元內部電容諧振。高Q串聯諧振回路導致了低調諧電壓的寄生振蕩。經常使用串聯電阻(20Ω)降低寄生模式串聯諧振回路的Q值。

在正常工作時，利用二極管箝制電路使Vtune高于3.92V (圖1)。應用電路中的箝制電路用于防止進入寄生振蕩模式。


圖1. 典型的二極管箝制電路

然而，在初始的上電順序中寄生模式成為主要問題。實驗表明在上電過程中關閉本振倍頻器可解決寄生振蕩。以下的分析會解釋為什么關閉倍頻器會消除MAX2104中的寄生振蕩現象。

圖1給出了在最壞情況穩態工作中，電荷泵晶體管飽和。Vtune被箝制為3.92V以保證振蕩器脫離寄生振蕩模式。

分析

例如，假設給機頂盒初始化編程鎖定在1458MHz，且本振倍頻器打開。在理想情況下PLL工作如圖2所示。


圖2. 正常的PLL工作

在正常工作中，晶體和本振的鑒相頻率為625kHz；Vtune約為10.3V，本振振蕩在729MHz。倍頻電路將其倍頻到1458MHz。等效的分頻比編程為N = 2332.8。電荷泵崩保持平衡，而電荷泵根據需要灌入和灌出電流。


圖3. 寄生模式振蕩

在寄生模式振蕩，本振振蕩在1410MHz。本振倍頻器打開，這個振蕩頻率倍頻到2820MHz。這將產生1208kHz的鑒相頻率。由于遠大于625kHz的晶體鑒相頻率，電荷泵灌入盡可能多電流導致調諧電壓降低。這個正反饋保持調諧電壓盡可能低。調諧電壓越低越不可能退出寄生諧振模式，因為在需要的基頻模式振蕩上諧振回路有載Q值為最小值。


圖4. 固定本振倍頻器

圖4給出了本振倍頻器關閉后PLL工作情況。現在本振不再倍頻，本振比較頻率降低至604kHz。由于低于晶體參考鑒相頻率625kHz，電荷泵灌出電流使得調諧電壓增大。調諧電壓從3.8V升至31V。當Vtune從3.8V升高至31V時，諧振回路有載Q值得到極大地改善，可諧振在基頻模式中。


圖5. 寄生模式補救方法

圖5表示退出寄生模式的情形。由于正反饋，Vtune被強制在30V。電荷泵在連續灌出電流模式。諧振電路達到最大振蕩頻率，約為1160MHz。在該頻點上如果倍頻器及時激活，PLL將會返回到圖1所示的正常工作模式。

結論

從上面分析可得到以下幾個結論：

1. 在啟動過程中消除寄生模式振蕩的最好方法是將PLL編程至能夠得到很大Vtune值的頻率上。這將使得調諧電壓高于箝制電壓值。當這步實現后Vtune二極管箝制電路會保證調諧電壓高于諧振回路易于進入的寄生模式點上。
2. 關閉頻率倍頻器會消除寄生模式振蕩。