射频电路第2次课-1.4~1.6.ppt

1.6 射频电路的布局和构造 1.6.1 印刷电路板 由于分布参数和寄生参数对射频电路工作的影响很大，所以射频电路中对元器件的布局十分讲究，希望尽量降低这些参数的影响。例如，一个由100pF电容器和1μH电感器组成的调谐电路，理论调谐频率是15.92MHz。但是，如果电路的元件布局不合理就会产生25pF的额外电容量。该电容量与100pF电容器并联，总电容量为125pF，调谐电路的谐振频率降低到只有14.24MHz。在这种情况下，除了产生额外的电容量，还会产生额外的电感量。 降低导线分布参数对射频电路影响的有效办法是采用印刷电路板，如p.7图1.3所示。印刷电路板的特点是印刷线路很薄，这样可以减少分布电感和趋肤效应。 除印刷电路板外，射频电路也可以安装到打孔板上，如p.8～9的图1.4～图1.7所示。打孔板的制作方法就是用钻头在绝缘板上有规则地打上小孔，然后在每个小孔上都铆上铜铆钉，以便焊接元器件。还有一种打孔板是用印刷电路板制作的，它的背面没有印刷电路，只有规则排列的一个个相互隔离的铜皮印刷圆点，在每个印刷圆点的中心都打有一个小孔，用于焊接元器件。 1.6.2 机壳和机箱 射频电路最好屏蔽在密封的金属壳内。这样可以防止射频信号辐射出去产生对其它设备的干扰；也可以避免外部信号对射频电路的干扰。为了达到屏蔽效果需要使屏蔽金属壳完全密封并且接地良好。 p.10～11的图1.8～图1.11是几种射频电路的机壳。 1.6.3 阻抗匹配 对于低频电压放大器来说，为了获得足够大的电压放大倍数，要求负载的输入阻抗远大于放大器的输出阻抗。 对于射频电路来说，情况就不一样了。如果后级电路的输入阻抗与前级电路的输出阻抗不匹配，前级输出到后级的信号就将反射回前级，使前级出现自激，破坏电路的稳定。阻抗匹配对于确保电路工作稳定是必须的。在传输大功率时阻抗失配还可能导致发生击穿。 为了使传输线向负载有最大的功率转移，负载阻抗也应与传输线的特性阻抗相匹配。 如果负载阻抗与传输线的特性阻抗不匹配，就需要在传输线的输出端与负载之间接入阻抗变换器，使后者的输入阻抗作为等效负载而与传输线的特性阻抗相等。阻抗变换器的作用实质上是人为地产生一种反射波，使之与实际负载的反射波相抵消。 不仅如此，还需要考虑传输线输入端与信号源之间的阻抗匹配。 由于阻抗匹配对射频电路很重要，国际上对射频电路的阻抗做了统一规定，只允许有50Ω、75Ω 、300Ω和600Ω几种阻抗值。这样有利于射频电路的互连互通和阻抗匹配。其中50Ω应用最为广泛。 * 在L=0.25波长时出现射频信号归一化幅值为1,当L=0.01波长时出现的归一化信号电压为x。则有：1:0.25=x:0.01; x=0.04。 * * 参考文章：/wiki/%E9%9B%86%E8%82%A4%E6%95%88%E5%BA%94 西门子(siemens)是国际体制中的电导单位，相当于1安培/1伏特。1/欧姆=1S。 A unit of electrical conductance in the International System, equal to one ampere per volt。 电导率是每一米长材料的电导，单位是S/m。电导率和厚度(长度)的乘积，为西门子（S）。 The product of conductivity and thickness, typically measured in units of siemens (S). * 材料 相對導磁率μr 空氣 1.000038 鋁 1.000023 銅 0.999912 鑄鐵 200～400 鑄鋼 500～2200 純鐵 18000 /wiki/%E8%B6%A8%E8%86%9A%E6%95%88%E6%87%89 * * PA, power amplifier 功率放大器。DAC, digital analog converter 。 double carrier system 双载波系统 * * 相应地有反射系数│G│=0，或驻波比r ＝1 1.4 射频电路的特点 当传输线尺寸与信号波长差不多时，传输线上的电压、电流和阻抗分布不再是均匀的，出现了波动性。下图是信号经过一个周期时间传输后，在一段长度等于波长的传输线上的电压分布情况。 l=l l=0.25lV=-1 l=0.01lV=-0.04 1.4.1 低频电路理论是射频电路理论的特例 下图是终端短路的两条传输线，根据低频电路理论，它们输入端之间的电阻都是零，即 Rin=0。 λ =100km Zin = 0 l = 几十米 λ =10.0cm Zin = ∞ l = 2.5cm 但