射頻微波隔直耦合電容的選擇

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)因更放大器1射頻放大器2數(shù)Q。上圖50Q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：IZIJeSR2(Xl-Xc)2，很大一部分取決于其純電抗(Xc-Xl)，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FSR，即自諧振頻率，與本征容值C。有關(guān)；此2

2、、 LsCo頻率時，耦合電容阻抗的實部為ESR，虛部為零fTC耦合電容有關(guān)參數(shù)如下：ESRMHz)FSR (MHz) KdB)IKS L_荒件尺寸900100AW1 - 100 pF 1000vOd0,07255 mil X 55 milW0S101 -100 pF134Q1900100A270-«27 pF1070eoosseo-56 pF1S9Q2400100A160-B16pF24106Q0S390- pF 2340<Q,1<ai<0.1<0-1OL070 0J61OZ18OJ400«0355 mir x 55 mil0«0355 m

3、il X 55 mi(W03其中'瓷介質(zhì)電容 ATC100A101 (100pF)的 FSR=1GHz, ESR=0.072Q,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，阻抗幅值為一，為雙曲線；C頻率高于FSR時，電容純阻抗表現(xiàn)為感性，阻抗幅值為L，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，

4、線路能否承受該損耗。通常十分之幾dB 的插損是可接受的。ATC100A101 （ 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：0.0-0.2-0.46-0.8-1.0插入損耗(S21 ) -100pF01234iffiX (GH 7 )由上圖可知，在200MHz1.5GHz之間，電容插損v 0.1 dB；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(kuò)展到 2.4GHz左右。所以改變安裝取向可擴(kuò)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

5、Rsd和金屬損耗Rsm組成，一'般為 mQ 級。ESR Rsd Rsm介質(zhì)損耗Rsd，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，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Rsm，由電容中所用金屬材料的導(dǎo)電性決定，包括電極板、終端和高頻時，這些損耗包括阻擋層等，Rsm造成電容發(fā)熱，極端情況下使元件失效。趨膚效應(yīng)”損耗程度和頻率關(guān)系為第。產(chǎn)品說明中的“ ES頑率”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。XXX品質(zhì)因數(shù)：

6、Q上也 二一乞，即電容純電抗與ESR的比值。ESR ESR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)開始影響損耗時正SR正比于f，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 10pF2.5GHz 取 5pF10GHz 取 12pF0.8pF大于2GHz采用陶瓷微波芯片電容經(jīng)驗公式:C> -, f為要通過的最低頻率。5 2 f 30 f100kHz信號用0.01 uf