詳解射頻電路中的電感匹配
發布時間:2019-01-18 責任編輯:lina
【導讀】設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)開(kai)發(fa)重(zhong)型(xing)裝(zhuang)備(bei)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)在(zai)不(bu)同(tong)種(zhong)類(lei)的(de)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong)做(zuo)出(chu)選(xuan)擇(ze)。例(li)如(ru),在(zai)起(qi)重(zhong)機(ji),拖(tuo)拉(la)機(ji),木(mu)材(cai)切(qie)割(ge)機(ji)以(yi)及(ji)建(jian)築(zhu)工(gong)程(cheng)等(deng)重(zhong)型(xing)機(ji)械(xie)中(zhong),設(she)計(ji)者(zhe)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)工(gong)作(zuo)時(shi)的(de)俯(fu)仰(yang)和(he)翻(fan)滾(gun)角(jiao)。
duigaopindianlulaishuo,dianluzhijiandedianganpipeihenzhongyao。dianganpipeishizhizaixinhaodechuanshuxianlushang,rangfasongduandianludeshuchuzukangyujieshouduandianludeshuruzukangyizhi,pipeihou,keyizuidaxiandudibafasongduandedianlihuozhegonglvchuansongdaojieshouduan。
匹配電路使用電容器和電感器,但是實際的電容器和電感器與理想的元件不同,有損耗。表示該損耗的有Q值。Q值越大,表示電容器和電感器的損耗就越小。那麼,什麼是電感的Q值呢?
所謂的Q值(zhi),即(ji)電(dian)感(gan)的(de)品(pin)質(zhi)因(yin)數(shu),是(shi)衡(heng)量(liang)電(dian)感(gan)器(qi)件(jian)的(de)主(zhu)要(yao)參(can)數(shu),是(shi)指(zhi)電(dian)感(gan)器(qi)在(zai)某(mou)一(yi)頻(pin)率(lv)下(xia)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)下(xia)工(gong)作(zuo)時(shi),所(suo)呈(cheng)現(xian)的(de)感(gan)抗(kang)與(yu)其(qi)等(deng)效(xiao)阻(zu)抗(kang)之(zhi)比(bi),電(dian)感(gan)的(de)Q值越高,其效率也就越高,電感器的品質因數的高低與線圈的直流電阻、線圈骨架的介質損耗、屏蔽罩引起的損耗等相關。
電感的Q值與高頻電路的損耗
匹配電路中使用的電感器的Q值的大小,對高頻電路的損耗也會產生影響。
為了確認此事,我們采用了村田的SAW濾波器(通頻帶800MHz頻段) 和RF電感,在匹配電路中換裝Q值不同的RF電感,測量和比較了SAW濾波器的插入損耗。
圖1表示電路圖。此次的電路,雖說是匹配電路,但是隻有一個RF電感器。

圖2表示此次進行了換裝的RF電感的Q值的頻率特性,表1表示結構、尺寸、Q值(800MHz時的Typ.值)

表1、RF電感的比較

※圖2的圖表是采用村田提供的設計輔助工具SimSurfing表示的。
換裝匹配電路的RF電感時的SAW濾波器的整體特性見圖3,通頻帶特性見圖4。

從圖4的通頻帶特性來看,可以確認SAW濾波器的插入損耗因所使用的RF電感而異。高頻電路的這種水平的損耗越來越重要。
從此次的實驗結果可知,RF電感的Q值越大(損耗越小) ,SAW濾波器的插入損耗就越小。也就是說,電感器損耗的大小就是包括匹配電路在內的SAW濾波器損耗的大小。
請注意,使用的高頻元件(此次為SAW濾波器) 、匹配電路、頻段等不同,損耗也將各異。
電感的偏差與對匹配電路的影響
另外,實際的電感器的阻抗值為1.0nH、1.1nH、1.2nH之類的不連續值。進行匹配時,有時必須采用細致的常數步驟進行微調。同時,阻抗值的偏差(標準離差) 會變成匹配的標準離差,為了滿足必要特性,有時需要偏差小的電感器
根據以上情況,有必要對SAW濾波器的整合回路RF電感的Q特性、偏差值、尺寸、成本等方麵,進行比較討論之後做出選擇。在貼裝空間有剩餘的情況下,Q值偏高的卷線電感為最佳選擇。此外,貼裝空間有所限製的情況下,小尺寸0603、擁有較高Q值的電感為最佳選擇。
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