本文介紹射頻電感器的阻抗匹配。
※村田將適用于射頻電路的電感器稱為“射頻電感”、“RF電感”。
阻抗匹配
對高頻電路而言,電路之間的電感匹配很重要。電感匹配是指在信號的傳輸線路上,讓發(fā)送端電路的輸出阻抗與接收端電路的輸入阻抗*,匹配后,可以zui大限度地把發(fā)送端的電力傳送到接收端。
匹配電路使用電容器和電感器,但是實(shí)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。
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(chǎn)生影響。
為了確認(rèn)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,但是只有一個RF電感器。
圖1: SAW濾波器與匹配電路
圖1: SAW濾波器與匹配電路
圖2表示此次進(jìn)行了換裝的RF電感的Q值的頻率特性,表1表示結(jié)構(gòu)、尺寸、Q值 (800MHz時的Typ.值)
圖2: RF電感的Q值比較 (均為7.5nH)
圖2: RF電感的Q值比較 (均為7.5nH)
表1 RF電感的比較
型號結(jié)構(gòu)尺寸 (mm)Q值LQW15AN7N5H00 繞線 1.0×0.5 59 LQW04AN7N5D00 繞線 0.8×0.4 48 LQG15HN7N5J02 疊層 1.0×0.5 33 LQP03TN7N5H02 薄膜 0.6×0.3 27
※圖2的圖表是采用村田公司提供的設(shè)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。
圖3: SAW濾波器的整體特性/圖4: SAW濾波器的通頻帶特性
從圖4的通頻帶特性來看,可以確認(rèn)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(nèi)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(shí)際的電感器的阻抗值為1.0nH、1.1nH、1.2nH之類的不連續(xù)值。進(jìn)行匹配時,有時必須采用細(xì)致的常數(shù)步驟進(jìn)行微調(diào)。同時,阻抗值的偏差 (標(biāo)準(zhǔn)離差) 會變成匹配的標(biāo)準(zhǔn)離差,為了滿足必要特性,有時需要偏差小的電感器。村田公司的電感器當(dāng)中,薄膜型LQP系列zui符合細(xì)致的常數(shù)步驟和偏差小的要求。
因此,請客戶在比較和研究Q值特性、偏差、尺寸以及成本等的基礎(chǔ)上,選擇匹配電路的RF電感。
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