射频微波隔直耦合电容的选择.doc

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，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；此频率时，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；频率高于FSR时，电容纯阻抗表现为感性，阻抗幅值为，为直线；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FPR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，一般为m级。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，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。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。设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12pF 0.8pF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。100kHz信号用0.01uf电容测的输出为-5dbm，换成0.1uf的，输