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1、.耦合電容的選取耦合與隔直電容串聯(lián)在電路中,耦合電容選擇適當(dāng)能將保證射頻能量得到最大限度的傳輸。一個實際電容能否滿足電路耦合要求,取決于隨頻率變化的電容相關(guān)參數(shù):串聯(lián)諧振頻率FSR、并聯(lián)諧振頻率FPR、純阻抗、等效串聯(lián)電阻ESR、插入損耗IL和品質(zhì)因數(shù)Q。上圖50線路中的兩個射頻放大器由耦合電容Co連接,Rs為ESR,Ls為ESL,Cp為寄生并聯(lián)電容,與并聯(lián)諧振頻率FPR有關(guān)。阻抗幅值:,很大一部分取決于其純電抗,設(shè)計者需要知道電容在整個頻帶上的阻抗幅值。串聯(lián)諧振頻率:,即自諧振頻率,與本征容值Co有關(guān);此頻率時,耦合電容阻抗的實部為ESR,虛部為零。ATC耦合電容有關(guān)參數(shù)如下:其中,瓷介質(zhì)電
2、容ATC100A101(100pF)的FSR=1GHz,ESR=0.072,其Z-F曲線如下圖所示:頻率低于FSR時,電容純阻抗表現(xiàn)為容性,阻抗幅值為,為雙曲線;頻率高于FSR時,電容純阻抗表現(xiàn)為感性,阻抗幅值為,為直線;測量電容的S21可發(fā)現(xiàn):在FSR時,電容提供最低阻抗通道;在FPR時,電容阻抗猛然升高,引起極大損耗。在耦合線路中,工作頻率比FSR稍高。只要此時電容的純阻抗(感性)不高,就不影響電路性能。并聯(lián)諧振頻率FPR,決定電容的帶內(nèi)插損。在電容的FPR處有明顯衰減槽口,若FPR落在工作頻帶內(nèi),則要考察衰減槽口深度,線路能否承受該損耗。通常十分之幾dB的插損是可接受的。ATC100A1
3、01(100pF片式電容,水平安裝,電容極板平行于線路板)插損與頻率關(guān)系如下圖:由上圖可知,在200MHz1.5GHz之間,電容插損0.1dB;若將電容垂直安裝,即電容極板垂直于線路板,就能壓制1.6GHz處的并聯(lián)諧振窗口,電容的可用范圍擴展到2.4GHz左右。所以改變安裝取向可擴展電容的適用頻率范圍,用于寬帶耦合電路。等效串聯(lián)電阻ESR和品質(zhì)因數(shù)Q:ESR是電容內(nèi)所有串聯(lián)損耗的總和,由介質(zhì)損耗和金屬損耗組成,一般為m級。介質(zhì)損耗,由介質(zhì)材料特性決定,每種介質(zhì)材料都有自己的損耗系數(shù),通常稱損耗正切或耗散系數(shù)(DF)。損耗造成介質(zhì)發(fā)熱,極端情況下使元件失效。耗散系數(shù)(DF)是介質(zhì)損耗很好的指示,
4、通常在低頻(1MHz)時測得,因為該損耗在低頻時起主導(dǎo)作用。金屬損耗,由電容中所用金屬材料的導(dǎo)電性決定,包括電極板、終端和阻擋層等,造成電容發(fā)熱,極端情況下使元件失效。高頻時,這些損耗包括“趨膚效應(yīng)”,損耗程度和頻率關(guān)系為。產(chǎn)品說明中的“ESR-頻率”曲線通常集中在金屬損耗為主的頻率范圍內(nèi),介質(zhì)損耗可忽略不計。品質(zhì)因數(shù):,即電容純電抗與ESR的比值。設(shè)計者需知道電容在整個工作頻帶內(nèi),特別是高于FSR時的ESR,在趨膚效應(yīng)開始影響損耗時,ESR正比于,此時趨膚效應(yīng)為主要損耗來源。衰減槽口在FPR處產(chǎn)生,槽口深度與ESR成反比,所以電容的ESR對FPR處的衰減槽口影響很大。隔直電容取值:(旁路電容也按此取值)100MHz取1000pF400MHz取100pF900MHz取33pF1.2GHz取10pF2.5GHz取5pF10GHz取12pF 0.8pF大于2GHz采用陶瓷微波芯片電容經(jīng)驗公式:,f為要通過的最低頻率。100kHz信號用0.01uf電容測的輸出為-5dbm,換成0.1uf的,輸出
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