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耦合与隔直电容的选取

2019年10月16日 10:20 lq 作者: 用户评论(0

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。

耦合与隔直电容的选取

ATC耦合电容有关参数如下:

耦合与隔直电容的选取

其中,瓷介质电容ATC100A101(100pF)的FSR=1GHz,ESR=0.072Ω,其Z-F曲线如下图所示:

耦合与隔直电容的选取

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:

耦合与隔直电容的选取

由上图可知,在200MHz~1.5GHz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。

耦合与隔直电容的选取

隔直电容取值:(旁路电容也按此取值)

100MHz取1000pF

400MHz取100pF

900MHz取33pF

1.2GHz取10pF

2.5GHz取5pF

10GHz取1~2pF

0.8pF 大于2GHz采用陶瓷微波芯片电容

耦合与隔直电容的选取

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。

经验值:几十M或是两三百的用1000p,910p或是七八百的都没问题,一两个G的用100p左右的,两百也可以。频率高到十几几十个G的时候就大概一个G一个p,比如18G 就用18p.

在射频电路中,该电容通常放在模块的输入与输出端,因此也称耦合电容。隔直电容的选择以减小射频信号损耗为原则,理论上容值越大越好(与容抗成反比),实际应用中因电容的加工工艺以及材质的影响,带宽较难兼顾。所以通常以小于所使用电路中的输入输出阻抗10倍以上选用相应容值。

隔值电容选择举例:

如果信号频率为2500MHz-2570MHz,查看电容的自谐振频率:

1、6.8pF:2821MHz

2、7pF:2793MHz

3、7.5pF:2631MHz

4、8pF:2563MHz

应用准则电容自谐振频率略大于信号频率(或者在自谐振频率大于信号频率的电容中,选择容值最大的那个),上面四个电容中,7.5pF电容是最理想的隔直电容。

不同容值的电容,其自谐振频率不同。在自谐振频率处,电容的容抗最小;低于自谐振频率,电容工作在容性状态;高于自谐振频率,电容工作在感性状态。

以muRata GRM155系列电容为例,1pF、10pF、100pF、1000pF、10nF电容的自谐振频率分别为7054MHz、2240MHz、678.6MHz、245MHz、77.35MHz,容值越高,其自谐振频率越低。

在实际应用中,电容器的电容量往往比1法拉小得多,常用较小的单位,如毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)等,它们的关系是:1微法等于百万分之一法拉;1皮法等于百万分之一微法,即:

1法拉(F)=1000毫法(mF);1毫法(mF)=1000微法(μF);1微法(μF)=1000纳法(nF);1纳法(nF)=1000皮法(pF);即:1F=1000000μF;1μF=1000000pF。

(1)额定电压,为在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压。如果工作电压超过电容器的耐压,电容器将被击穿,造成损坏。在实际中,随着温度的升高,耐压值将会变低。

(2)绝缘电阻。直流电压加在电容上,产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻。当电容较小时,其值主要取决于电容的表面状态;容量大于0.1时,其值主要取决于介质。通常情况,绝缘电阻越大越好。

(3)损耗。电容在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的能量称做损耗。损耗与频率范围、介质、电导、电容金属部分的电阻等有关。

(4)频率特性。随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。当电容工作在谐振频率以下时,表现为容性;当超过其谐振频率时,表现为感性,此时就不是一个电容而是一个电感了。所以一定要避免电容工作于谐振频率以上。

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( 发表人:李倩 )

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