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消息

了解射频电路中的无源元件


电路 1

射频电路中的无源元件 

电阻器、电容器、天线。...了解射频系统中使用的无源元件。

RF 系统与其他类型的电路没有根本区别。相同的物理定律适用,因此在数字电路和低频模拟电路中也可以找到射频设计中使用的基本元件。

然而,RF 设计涉及一系列独特的挑战和目标,因此当我们在 RF 环境中操作时,需要特别考虑组件的特性和用途。此外,一些集成电路执行的功能对 RF 系统来说是高度特定的——它们不用于低频电路,对于 RF 设计技术经验不多的人可能不太了解。

我们经常将组件分为有源或无源,这种方法在 RF 领域同样有效。该新闻专门讨论与射频电路相关的无源元件,下一页涵盖有源元件。

电容器

理想的电容器将为 1 Hz 信号和 1 GHz 信号提供完全相同的功能。但是组件从来都不是理想的,并且电容器的非理想性在高频下可能非常重要。

电路 2

“C”对应于埋藏在众多寄生元件中的理想电容。我们在板之间有非无限电阻 (RD)、串联电阻 (RS)、串联电感 (LS) 以及 PCB 焊盘和接地平面之间的并联电容 (CP)(我们假设表面贴装元件;更多稍后再说)。

当我们处理高频信号时,最重要的非理想性是电感。我们预计电容器的阻抗会随着频率的增加而不断降低,但寄生电感的存在会导致阻抗在自谐振频率下下降,然后开始增加:

电路 3

电阻等。

即使是电阻器在高频下也会带来麻烦,因为它们具有串联电感、并联电容以及与 PCB 焊盘相关的典型电容。

这提出了一个重要的观点:当您处理高频时,寄生电路元件无处不在。无论电阻元件多么简单或多么理想,它仍然需要封装并焊接到 PCB 上,结果就是寄生效应。这同样适用于任何其他组件:如果它被封装并焊接到电路板上,则存在寄生元件。

水晶

RF 的本质是操纵高频信号,以便它们传达信息,但在我们操纵之前,我们需要生成。与其他类型的电路一样,晶体是产生稳定频率参考的基本手段。

然而,在数字和混合信号设计中,通常情况下基于晶体的电路实际上不需要晶体可以提供的精度,因此在晶体选择方面很容易变得粗心。相比之下,射频电路可能对频率有严格的要求,这不仅需要初始频率精度,还需要频率稳定性。

普通晶体的振荡频率对温度变化很敏感。由此产生的频率不稳定性会给 RF 系统带来问题,尤其是那些将暴露在环境温度变化很大的系统中。因此,系统可能需要 TCXO,即温度补偿晶体振荡器。这些设备包含补偿晶体频率变化的电路:

天线

天线是一种无源元件,用于将射频电信号转换为电磁辐射 (EMR),反之亦然。对于其他组件和导体,我们尝试将 EMR 的影响降至最低,而对于天线,我们尝试根据应用需求优化 EMR 的产生或接收。

天线科学绝非简单。各种因素会影响选择或设计最适合特定应用的天线的过程。AAC 有两篇文章(单击此处和此处)对天线概念进行了出色的介绍。

更高的频率伴随着各种设计挑战,尽管系统的天线部分实际上可以随着频率的增加而变得更少问题,因为更高的频率允许使用更短的天线。如今,通常使用像典型的表面贴装元件一样焊接到 PCB 上的“芯片天线”,或通过将专门设计的迹线纳入 PCB 布局而创建的 PCB 天线。

概括

一些元件只在 RF 应用中很常见,而另一些元件由于其高频行为不理想,因此必须更加谨慎地选择和实施。

由于寄生电感和电容,无源元件表现出非理想的频率响应。

RF 应用可能需要比数字电路中常用的晶体更准确和/或更稳定的晶体。

天线是必须根据 RF 系统的特性和要求进行选择的关键组件。

Si Chuan Keenlion Microwave 提供窄带和宽带配置的大量选择,涵盖从 0.5 到 50 GHz 的频率。它们设计用于在 50 欧姆传输系统中处理 10 至 30 瓦的输入功率。利用微带线或带状线设计,并针对最佳性能进行优化。

我们还可以根据您的要求定制射频无源元件。您可以进入定制页面,提供您需要的规格。


发布时间:Nov-03-2022