射频组件中电源滤波电路的频率与瞬态响应

张大鹤

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

0 引言

射频通信系统中，抑制噪声和干扰极为重要。电源干扰是电子系统中干扰的重要来源[1]。为了抑制由电源带来的干扰，射频系统中一般都采用大量的滤波措施。

目前很多射频组件设计中，对电源滤波电路原理缺乏分析，元器件的选值缺乏定量计算。滤波电路中常见问题的有：滤波不足、滤波过重、不计算滤波电路的截止频率、照搬元器件选值、降额不足、元器件被不恰当地理想化、瞬态响应缺乏考虑等，这些问题已经无数次影响了产品的技术指标、可靠性、通用性、体积和成本。事实上，很多滤波电路几乎没有发挥任何有益的作用。

可见，对电源滤波电路原理进行理论分析和仿真很有必要。

1 电源噪声干扰对技术指标的影响

射频电路中，电源噪声和干扰在频域中的影响主要是产生相位噪声和杂散信号。在时域中则表现为时钟的抖动。

由于射频系统中VCO对电源干扰较为敏感，而且具有较为清晰的数学模型，便于分析，下面以VCO为例进行推导。

1.1 相位噪声

理想VCO的数学模型为[2]：

ω=ω0+Kvu(t)，

(1)

式中，Kv为电调灵敏度。实际VCO的输出频率也受电源电压影响，当调谐电压固定时，VCO的输出相位与电源电压也有类似的关系，其数学模型为：

ω=ω0+Kpu(t)，

(2)

式中，Kp为推频系数。

(3)

由上式可知，电源噪声电压造成相位噪声与VCO的推频系数和噪声的偏移频率相关。

1.2 杂散

纹波电压指电源输出的直流电压上叠加的交流成分。一般来说，线性电源输出纹波电压较小，开关电源输出纹波电压较大。……