功分器基礎(chǔ)知識培訓(xùn).ppt

基礎(chǔ)知識培訓(xùn)功分 耦合器篇 基本單位 1 MHz GHz Hz KHz 描述頻率的單位 dB dBm dBc 在射頻 微波電路中用波的概念來描述能量的傳遞 用功率而不用電壓或電流 dB 比值 描述衰減或增益 dB 10lg p2 p1 dBm 比值 功率單位 dBm 10lg p mw dBc 比值 功率的相對大小 dBc 10lg po pi po dBm pi dBm 功率單位 描述相位的單位 功分器 基本概念 功分器的基本概念功分器是將輸入的信號的能量按一定的比例分成兩路或多路的器件 功分器反過來使用就是功率合成器 圖 功分器的國際通用符號 為輸入鍛 為輸出端 功分器 技術(shù)指標 功分器的技術(shù)指標 頻率范圍 承受功率 分配損耗 插入損耗 隔離度 駐波比 幅度平衡 相位平衡 功分器 技術(shù)指標 功分器的技術(shù)指標 頻率范圍 各種射頻 微波電路工作的前提 表達方式 起始頻率 終止頻率中心頻率 帶寬常用單位 MHz GHz 承受功率 在大功率分配器 合成器中 電路元件所能承受的最大功率是核心指標 表達方式 峰值功率連續(xù)波功率 平均功率 常用單位 測試方法 功率試驗備注 功分器中功率承受的薄弱環(huán)節(jié)是電阻 電阻在吸收微波能量之后將微波能量轉(zhuǎn)換成熱能 如果電阻不能良好散熱就會被燒毀 功分器 技術(shù)指標 分配損耗 也叫作功分器的理論損耗 Ad 10log 1 N 插入損耗 由于傳輸線的介質(zhì)或?qū)w不理想等因素 由各種非理想狀態(tài)引入的損耗 IL IL Ad 實際測量值 Ad 分配損耗值 損耗 輸出端與輸入端功率比 10lg pout pin 是分配損耗與插入損耗之和 也就是測試時直接從儀器上讀出的S21值 常用單位 dB測試方法 使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀直接測試 測試時將產(chǎn)品輸入端與被測試的輸出端分別與儀器兩個通道相連 其余端口端接 歐姆匹配負載 此時 測試出的是產(chǎn)品損耗值 要得到插入損耗值 還需減去產(chǎn)品的分配損耗值 即理論損耗 備注 不等分功分器一般不使用插入損耗的概念 往往使用與標稱分配值之間的誤差來確定 其損耗應(yīng)嚴格按總輸出功率與總輸入功率獲得比值進行 功分器 技術(shù)指標 隔離度 支路端口間的隔離度是功分器的另外一個重要指標 如果從每個支路端口輸入功率只能從主路輸出 而不能從其它支路輸出時 就要求支路間有足夠的隔離度 定義為輸出端與輸出端功率比 10lg pout out 常用單位 dB測試方法 使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀直接測試 測試時將產(chǎn)品被測試的兩輸出端分別與儀器兩個通道相連 輸入端口端接 歐姆匹配負載 備注 功分器的隔離主要是由隔離電阻產(chǎn)生的 功分器的隔離度也決定于輸入端的駐波系數(shù) 因此在對功分器進行調(diào)試時 需要注意輸入端駐波與隔離電阻的影響 在調(diào)試中也可以通過隔離的異常情況判斷電阻裝配是否正確 功分器 技術(shù)指標 備注 有時用戶會希望有40dB的隔離度 這種要求合理嗎 l對功分器來說 不合理 l在實驗室條件下 功分器的隔離度可以很高 因為此時儀器校準完畢后 測試端口基本是理想的 同時試驗室使用的連接于輸入端的負載的駐波較小 如果要求40dB的隔離度的 要求輸入端的駐波為34dB 40dB 3dB 3dB 回波損耗為34dB 此時要求駐波為1 04 也就是說 實際使用中必須使用駐波為1 04的器件接在功分器的輸入端 這基本上不可能 l在窄帶情況下 有的公司說可以達到40dB的隔離度 這種說法有些勉強 這些40dB隔離度的功分器甚至在測試時 只要換一個負載 就可能使隔離度從40dB降至25dB l如果必須要求40dB的隔離度 必須在功分器的輸出端加隔離器或隔離放大器 這會大大增加成本 同時這種方法往往只能在窄帶上使用 而且會引入其它的問題 諸如損耗增大 承受功率降低等 功分器 技術(shù)指標 駐波比 回波損耗和駐波均是描述器件端口反射大小的不同的描述 在無反射的理想情況下 回波損耗是負無窮大 駐波為1 回波損耗為接近0 駐波越接近無窮大 反射就越大 VSWR 常用單位 dB 駐波 回波損耗 測試方法 使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀直接測試 測試時將產(chǎn)品被測試的端口與儀器兩個通道相連 其余端口端接 歐姆匹配負載 或是在測試損耗及隔離的過程中一并將駐波進行測試 備注 駐波都是大于 的 因為 駐波 反射系數(shù) 反射系數(shù) 功分器 常見問題分析 頻率偏移功分器的每一級電長度均為中心頻率的 4波長 4波長的電長度在我們的設(shè)計中直接表現(xiàn)為印制線的物理長度 中心頻率越高 對應(yīng) 4波長的物理長度越短 因此 當(dāng)產(chǎn)品頻率偏高 或是偏低 時 我們可以判斷的是印制線的長度短 或長 與標準長度了 損耗偏大功分器作為進行功率分配的器件 本身是不能放大或是減小信號功率的 它能實現(xiàn)的只是信號能量的分配 因此我們調(diào)試的時候只能將損耗調(diào)平 而不能將損耗調(diào)小 另外 在裝配時接地不好 電阻焊接不平衡 連接器與印制板之間連接不好或是連接器本身指標以及印制線鍍層等都會影響產(chǎn)品的損耗 因此 在連接器檢驗 印制板加工 裝配等過程中都要嚴格控制質(zhì)量 以免出現(xiàn)上述的原因引起損耗偏大 功分器 常見問題分析 隔離不夠影響隔離指標的主要原因就是隔離電阻 因此在隔離指標不正常的時候應(yīng)先檢查隔離電阻阻值是否正確 當(dāng)隔離電阻阻值不正確時 除了隔離指標 還將影響輸出端口駐波 使駐波變差 另外 輸入端口的駐波也會影響隔離指標 因此 當(dāng)隔離不夠的時候應(yīng)先檢查是否是因為駐波指標太差產(chǎn)生的影響 并且也可以微調(diào)電阻阻值以及電阻附近的印制線達到改善隔離的目的 4 駐波超差阻抗不匹配將引起駐波超差 包括連接器與印制線相連產(chǎn)生的突變 因此 一般的調(diào)試方法是找出不匹配點 就近進行補償 另外 接地不好也會影響駐波 功分器 常見問題分析 5 指標不穩(wěn)定連接器問題產(chǎn)生接地不好產(chǎn)生印制線產(chǎn)生 功分器 基礎(chǔ)設(shè)計 1 基礎(chǔ)概念阻抗低頻電路中 線路的尺寸與工作波長相比是很小的 在信號傳輸中 線路上各點的電壓和電流是一致的 此時 我們以電壓和電流來描述線路特征 在微波頻率下 線路的尺寸與工作波長相當(dāng)或是大于工作波長了 在信號傳輸中 線路上各點的電壓和電流已經(jīng)是不一樣了 引入阻抗的概念來描述線路的特性 Z V I Z0 1 YO L C 0 5表示特征阻抗 是傳輸線上的行波電壓與電流之比 功分器 基礎(chǔ)設(shè)計 2 功分器設(shè)計表現(xiàn)2 1實現(xiàn)方式微帶線 功分器 微帶線的形式 影響指標的要點 如厚度 介電常數(shù)等 注意 接地是否良好 印制線與連接器是否匹配 焊接是否良好 印制線與接頭間距是否過大 有無短路現(xiàn)象 電阻焊接 位置是否準確 焊接是否良好 帶狀線 耦合器 帶狀線的形式 影響指標的要點 注意 是否壓緊 接地是否良好腔體形式 功分器 耦合器 功分器 基礎(chǔ)設(shè)計 2 功分器設(shè)計表現(xiàn)2 2影響參數(shù)級數(shù) 在相同紋波情況下 級數(shù)越多 頻帶越寬 不同級數(shù)產(chǎn)品的標準曲線圖 阻抗 在產(chǎn)品中 阻抗直接對應(yīng)的是印制線的寬度 阻抗相同的情況下 印制板材料H ER影響線的寬度 相同印制板材料 線越寬 阻抗越低 線越窄 阻抗越高 相同阻抗 ER越高 線越窄 ER越低 線越寬 相同ER與阻抗 H越大 線越寬 H越低 線越窄 功分器 基礎(chǔ)設(shè)計 3 舉例說明 耦合器 基本概念 耦合器的基本概念耦合器將信號耦合出一部分能量 耦合出的能量常用于信號的檢測或監(jiān)測 比如功率測量和檢波等 圖 耦合器的國際通用符號 耦合器 技術(shù)指標 耦合器的技術(shù)指