RF电路设计
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在射频电路中,放大器应用非常的多,放大器的功能就是将直流的能量转换为射频信号的能量,所以射频放大器需要加入直流的偏置提供射频放大器的直流工作点。
在频率相对低的射频电路中(GHZ以下或者是几个GHZ),一般采用高频扼流圈或者电感串在供电的线路中,为了阻断射频的信号通过直流偏置电路进入供电线路中,也起到了防止射频功率的损失。
在更高的频率的射频电路中,往往采用四分之一波长线和扇形电容的提供直流的偏置。
射频信号沿着四分之一波长线到电源,相当于是四分之一波长的短路线,射频信号进入四分之一波长的短路线并不会对信号功率造成损失,同时扇型电容的作用更是加强了这种作用,当线路供电线路中加入扇型电容后,只要扇型电容的角度和半径足够大,那么射频主线路中的射频的能量就很少损失。
在射频电路中,有时为了测试方便,经常要加入一些测试点,测试点会极大的方便电路的调试,准确的链路各级的信号状态。
但是测试点的加入要注意,在非测试模式下,尽量不影响主线路的信号的能量的传输。
为了有效的作到这点,一个比较有效的方法是,把测试电路中的串连电容和主线路中测试电容共用一个焊点,当测试时,焊接测试用电容,主线路电容不焊接,可以准确检测该点的信号。
当正常工作时,则需要将测试用的电容取下,焊接上主线路中的电容,测试线路不会对于主信号造成影响。
在这里着重提到的是,如果不是按照上述方法,而是在主线路中分出一路微带线,如果微带线刚好是四分之一波长,那么这会对信号造成极大的损失。
在射频放大线路中,为了有限的调节功率和提高驻波比,从而提高链路的稳定性,经常在线路中引入PI型的衰减网络。
为了方便工程中的使用,特将一些常用的衰减值的网络列举出
衰减量串连电阻并联电阻实际衰减量(dB)回波损耗(dB)
1 dB 51 820 -0.97 -40
2dB 10 430 -1.88 -37
3 dB 18 300 -3 -44
5 dB 30 180 -4.9 -65
6 dB 39 150 -6.1 -43.6
8dB 50 120 --7.68 -56
9dB 68 100 -9.6 -49
12dB 100 82 -12.4 -47
PI型衰减器对于线路中的功率调节起到了重要的作用,熟悉这些值对于快捷的电路调节是非常有效的。
对于一些多级高增益的电路,PI型的衰减器可以有效的防止自激振荡现象。
在射频的电路,有时需要将一路信号分成两路信号,在低频时,常采用简单的电阻功分网络实现。
电阻的功分网络会对信号造成一定的衰减,损失信号的功率。
最常用的时在主线路和其他两个线路中都串联18欧姆的电阻,起到功分和匹配的作用,在其他不需要等功分的场合就需要调节电阻的值来实现功率的分配。
现将一些常用到的电阻功分网络和参数列举:
主线路电阻支路1电阻支路2电阻S21 S31 S11 S22 S33
18 18 18 -6.2 -6.2 -34 -34 -34
0 0 50 -1.9 -7.9 -14 -14 -14
0 0 100 -1.34 -10.8 -17 -17 -7.4
电阻网络功分并不是最有效的,确实是最简单的,在功率损耗可以接收的范围内,这样作是没有问题的,在更高频率的情况,通常采用微带的功分环来实现功分,从而保证功率损失小,驻波比高。