振荡器电路输出的隔离不良会产生不利影响。本文介绍围绕VCO电路的关键应用问题，如负载牵引、电源推动、相位噪声和附近功率放大器（PA）辐射能量的影响。本文展示了如何使用VCO缓冲器来隔离振荡器来缓解这些问题。本文介绍了MAX2472/MAX2473 VCO缓冲器以及应用电路和测量数据。

常见的设计做法是通过在两个电路级之间引入缓冲放大器来隔离它们。隔离可最大限度地减少许多不利影响，并在射频 （RF） 下。较差的输出隔离会干扰振荡器性能，因此振荡器输出端通常包含缓冲级。
在讨论添加缓冲放大器级之前，我们先考虑一些典型的VCO特性，以及隔离问题如何降低性能。例如，一个常见的问题是VCO响应变化负载条件（频率牵引）而表现出的频率变化。VCO输出的阻抗变化会引起VCO有源器件结点上直流电压的变化。例如，双极器件的集电极至基极电压（Vcb）的变化会影响集电极至基极电容（Ccb），而后者又可以通过影响整个谐振罐谐振来改变振荡频率（图1）。

图 1.该Colpitts VCO输出端反射的信号功率会在电流消耗和偏置点中产生波动。结果，晶体管中的 Vcb 波动会调制 Ccb，从而影响振荡器频率和相位噪声。
另一种频率拉拔现象有时被称为注射锁定或注射拉动。它涉及非常接近VCO工作频率的干扰信号的影响。当VCO输出端口处的干扰源幅度足够时，它可能导致VCO改变其振荡频率以匹配干扰频率¹。
受输出隔离不良影响的另一个关键性能因素是相位噪声。在过去的几年中，已经进行了大量研究，以更好地描述振荡器中相位噪声的产生。产生相位噪声的条件包括负载阻抗变化、功率反射回VCO输出、过大的接地电流以及由于RF布局不良而导致的辐射耦合。感应电压变化会导致有源器件出现偏置电流波动、对 Ccb 的调制效应、幅度扰动以及其他降低性能的细微问题²。
足够的VCO隔离还取决于电路板布局，以及VCO是分立的、集成的还是模块化的。VCO操作可能会受到耦合到VCO的任何辐射RF能量的干扰。能量可以直接耦合到VCO，也可以通过连接到VCO的其他电路或走线耦合。即使是在VCO附近运行的未连接的电路走线也可以用作天线，接收辐射能量并将其重新辐射到VCO。当VCO噪声性能至关重要时，应始终遵守正确的布局。
通过信号路径传导并返回VCO输出的RF能量也会产生上述问题。这种传导衰减的一个原因可能是RF功率放大器（PA）打开或关闭，这可能导致信号路径或其他电路中的阻抗变化，从而拾取辐射RF能量并将其传回信号路径。良好的PC布局有助于最大限度地减少VCO的辐射和传导扰动。接地、屏蔽和VCO附近的走线布线会影响VCO操作，以及VCO缓冲电路可以实现的隔离量。
现在，一些专业的机械师已经指出，了解它们在无线电操作期间如何表现自己也很重要。当反射信号到达VCO时，较差的输出隔离会降低PLL锁定时间。可能需要将鉴相器输入与接收器或发射器隔离开来，以缓解此问题。相位噪声的增加也会降低发射或接收模式下的邻信道保护性能。发射操作期间的调制失真也可能是VCO隔离不良的结果。
解决辐射干扰问题通常需要大量的思考和实验，但通常只需添加一个VCO缓冲放大器即可解决传导干扰问题。集成缓冲器（如MAX2472）可节省电路板空间，并提供出色的VCO隔离性能。其电路拓扑非常适合提供LO和鉴相器输入信号，同时保持它们与VCO之间的隔离。
快速分析表1中的S参数，可以看出MAX2472是VCO输出隔离度差³问题的理想解决方案（图2）。VCO和混频器之间实现的典型隔离度在900MHz时约为44db，在1900MHz时为30dB。该器件在这些频率下分别提供 10dB 和 8dB 的高度稳定增益。
表 1.MAX2472的典型S参数

图 2.在900MHz时，该IC缓冲放大器（MAX2472）在VCO和混频器之间提供约10dB的增益和44dB的隔离。

当VCO输出端只有一条信号路径时，MAX2473具有良好的VCO缓冲器，并且在同一个小尺寸SOT23-6封装中提供更大的反向隔离。作为一项附加功能，其可调偏置电流可最大限度地降低手机和其他电池供电应用中的电流消耗。

在便携式无线电环境中，各种机制可能会降低VCO性能，但这些问题的解决方案是可用的。有些问题需要广泛的分析和详细的解决方案，而另一些问题则很容易克服。MAX2472/MAX2473等小型集成VCO缓冲器可以为VCO问题提供简单的解决方案。