射频阻抗匹配(1).pdf

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1、2.射频电路中的阻抗匹配射频电路与数字电路在设计上的区别：•阻抗匹配的重要性•数字信号的数据传输速率单位是bps（比特/秒）或Mbps射频电路和数字电路在设计上的差异和Gbps；而频率的单位是Hz或MHz和GHz，两者的共同阻抗匹配的作用和特点之处是分母都是时间。阻抗不匹配状态下产生的问题•在传统意义上，可以射频频率来区别数字电路的特性，当•阻抗匹配形式及其匹配方法数字电路的数据传输速率远小于射频频率（R<

2、路。匹配的求解方式•早期通常是将射频频率的下限设定为10MHz，但是随着Smith圆图在匹配网络元件参数求解中的应用技术进步和提高，会发生很大的变化。Feb.18.2011FromSEIEESJTUFeb.18.2011FromSEIEESJTU射频电路和低速数字电路的差别：模块的信号功率与其阻抗的关系：p:传输到模块的功率；2vp=v⋅i=v:模块上的压降；Zi:流入模块的电流；Z:模块的阻抗；在给定功率的条件下，模块的阻抗越高，则模块上的压降就越大；反之，阻抗降低时，模块上的压降也就降低。射频电路：一个低阻抗模块只需要

3、较低的电压就能建立无线通信系统通常可由射频电路和数字电路两部分所组相同的功率。成，但两者在设计规则和应用场合的不同使之具有很大的差低速数字电路：一个高阻抗模块之需要很低的功率就可以别，主要表现在阻抗、阻抗匹配、吸入电流、在系统的位置产生足够高的电压摆幅。以及传输的类型等方面。Feb.18.2011FromSEIEESJTUFeb.18.2011FromSEIEESJTU射频电路和高速数字电路的差别：射频电路中的阻抗匹配网络：当信号源阻抗和负载阻抗不是正好共轭匹配时，为了实现信号源到负载之间的无相移最大功率传输，就需当数字电

4、路的数据传输速率接近或达到射频频率时，高速数要在两者之间插入阻抗匹配（或变换）网络。字电路的结构和特点会发生变化，其阻抗匹配变得尤为重要。高速数字电路的设计需要RF的设计经验和背景。阻抗匹配网络的输入阻抗Zin必须等于信号源的共轭高速数字电路的设计非常关注阻抗匹配。阻抗Zs*，输出阻抗Zout必须等于负载的共轭阻抗ZL*。Feb.18.2011FromSEIEESJTUFeb.18.2011FromSEIEESJTU阻抗匹配网络的特点：阻抗匹配网络的作用：•阻抗匹配网络构成射频电路中的一个重要组成部分，实际射频电路中的各个

5、模块或负载一般都是与特性阻抗为Z0上就是阻抗变换网络，可由无源器件或者有源器件组成。（典型为50Ω）的传输线相连接，因此，在各个模块或负•通过插入在信号源和负载之间，形成一个没有功率损耗的载与传输线之间就要进行阻抗匹配，以便于获得：无源无耗网络。•从信号源向负载传输最大的无相移输出功率•无源匹配网络可由电容器和电感器组成。没有任何功率损•改善天线、低噪声放大器或混频器等接受电路的噪声系数失；电阻由于会引入噪声和功率增益损失，尽量不使用。•实现滤波器或选频网络的匹配，以便获得最佳性能•有源匹配网络可由有源器件和无源器件组成，

6、包括射极跟•阻抗匹配有利于提高功率发射机的效率，延长电源的使用随器、源极跟随器和缓冲器等构成的匹配网络。寿命。Feb.18.2011FromSEIEESJTUFeb.18.2011FromSEIEESJTU射频电路阻抗射频电路阻抗匹配网络不匹配状态下产生的问题：的主要形式及特点：•集总参数匹配电路：•意味着在信号源和负载之间会存在着电压或者功率的反射适用于1GHz以下的射频低端频段；具有设计容易、•形成功率的不稳定性和额外的功率损失结构简单、灵活性和适应性好的特点•导致信号源或负载信号失真，产生额外失真和准噪声的信•分布参

7、数匹配电路：号干扰适合于工作在1GHz以上的射频频段；当波长接近于典型器件的尺寸时，就需要使用分布参数元件来替代集总•难以进行准确的功率测量参数元件进行阻抗匹配电路的设计•不仅会影响功率传输，也同样会影响电压传输•混合型匹配电路：•还可能造成晶体管的击穿在射频中间频段上，可以采用混合型匹配电路的设计来获得良好的效果。Feb.18.2011FromSEIEESJTUFeb.18.2011FromSEIEESJTU射频电路匹配网络的设计要求：直流或AC电路的阻抗匹配：•直流电路：•简单性：选择通过简单的电路来实现匹配，可尽量使

8、用更少的器件，以便减小损耗并降低成阻抗匹配：负载电阻＝源的内阻本以及提高可靠性。R=RLS•频率宽度：匹配电路随着频率宽度的增加而不断增加电路的难度、复杂性和实现成本。•射频AC电路：•电路种类：可以选择不同的类型电路（例如，阻抗匹配：负载阻抗＝信源阻抗的复数共轭集总或分布参数电路）来实现匹配电路的功能