1、耦合电容的选取耦合与隔直电容串联在电路中,耦合电容选择适当能将保证射频能量得到最大限度的传输。一个实际电容能否满足电路耦合要求,取决于随频率变化的电容相关参数:串联谐振频率 FSR、并联谐振频率 FPR、纯阻抗、等效串联电阻 ESR、插入损耗 IL 和品质因数 Q。上图 50线路中的两个射频放大器由耦合电容 Co 连接,Rs 为 ESR,Ls 为ESL,Cp 为寄生并联电容,与并联谐振频率 FPR 有关。阻抗幅值: ,很大一部分取决于其纯电抗 ,2CL2)X-(ESRZ )X-(LC设计者需要知道电容在整个频带上的阻抗幅值。串联谐振频率: ,即自谐振频率,与本征容值 Co 有关;so21F此频
2、率时,耦合电容阻抗的实部为 ESR,虚部为零。ATC 耦合电容有关参数如下:其中,瓷介质电容 ATC100A101(100pF)的 FSR=1GHz,ESR=0.072,其 Z-F 曲线如下图所示:频率低于 FSR 时,电容纯阻抗表现为容性,阻抗幅值为 ,为双曲线;C1频率高于 FSR 时,电容纯阻抗表现为感性,阻抗幅值为 ,为直线;L测量电容的 S21 可发现:在 FSR 时,电容提供最低阻抗通道;在 FPR 时,电容阻抗猛然升高,引起极大损耗。在耦合线路中,工作频率比 FSR 稍高。只要此时电容的纯阻抗(感性)不高,就不影响电路性能。并联谐振频率 FPR,决定电容的带内插损 。在电容的 F
3、PR 处有明显衰减槽口,若 FPR 落在工作频带内,则要考察衰减槽口深度,线路能否承受该损耗。通常十分之几 dB 的插损是可接受的。ATC100A101(100pF 片式电容,水平安装,电容极板平行于线路板)插损与频率关系如下图:由上图可知,在 200MHz1.5GHz 之间,电容插损0.1dB;若将电容垂直安装,即电容极板垂直于线路板,就能压制 1.6GHz 处的并联谐振窗口,电容的可用范围扩展到 2.4GHz 左右。所以改变安装取向可扩展电容的适用频率范围,用于宽带耦合电路。等效串联电阻 ESR 和品质因数 Q:ESR 是电容内所有串联损耗的总和,由介质损耗 和金属损耗 组成,SDRSM一
4、般为 m级。 SMDRE介质损耗 ,由介质材料特性决定,每种介质材料都有自己的损耗系数,S通常称损耗正切或耗散系数(DF) 。损耗造成介质发热,极端情况下使元件失效。耗散系数(DF)是介质损耗很好的指示,通常在低频(1MHz )时测得,因为该损耗在低频时起主导作用。金属损耗 ,由电容中所用金属材料的导电性决定,包括电极板、终端SMR和阻挡层等, 造成电容发热,极端情况下使元件失效。高频时,这些损耗包括“趋肤效应 ”,损耗程度和频率关系为 。f产品说明中的“ESR-频率”曲线通常集中在金属损耗为主的频率范围内,介质损耗可忽略不计。品质因数: ,即电容纯电抗与 ESR 的比值。ESRX-QCLN设
5、计者需知道电容在整个工作频带内,特别是高于 FSR 时的 ESR,在趋肤效应开始影响损耗时,ESR 正比于 ,此时趋肤效应为主要损耗来源。衰减f槽口在 FPR 处产生,槽口深度与 ESR 成反比,所以电容的 ESR 对 FPR 处的衰减槽口影响很大。隔直电容取值:(旁路电容也按此取值)100MHz 取 1000pF400MHz 取 100pF900MHz 取 33pF1.2GHz 取 10pF2.5GHz 取 5pF10GHz 取 12pF0.8pF大于 2GHz 采用陶瓷微波芯片电容经验公式: ,f 为要通过的最低频率。f30125C 100kHz 信号用 0.01uf 电容测的输出为 -5dbm,换成 0.1uf 的,输出为 5dBm。除满足 x=1/wc 外,频率太高时要考虑 q 值,要用高 q 值微波电容微波去耦电容也有用微带线设计,有扇形,有方形,尺寸和工作频率相关。