叉指電容與無源反相器對(duì)比

黃巖島島主公眾號(hào)《看圖說RF》第039篇原創(chuàng)文章：微帶電路中的無源反相器。碎片三分鐘，收獲一丟丟。

邏輯電路中的反相器是有源電路：

因此為了區(qū)別，特意在題目中指明是無源反相器。

邏輯電路有源反相器與微帶電路無源反相器實(shí)現(xiàn)的功能相同，但適用的頻率范圍不同。

邏輯電路中的有源反相器帶寬極寬，低頻可用于直流，高頻僅受MOS管本身的頻率特征限制。

而微帶電路中的無源反相器，一般帶寬只有40%左右。

叉指電容與無源反相器對(duì)比

叉指電容和無源反相器二者原理也幾乎相同：本質(zhì)上都是通過多段λ/4導(dǎo)波波長(zhǎng)的高阻線緊耦合，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸功能。

只不過叉指電容的終端開路；

而無源反相器終端通過接地過孔短路到地平面；

仿真的回波損耗對(duì)比如下：

如果以回波損耗20dB為限，叉指電容帶寬2.35~2.95GHz，很窄，無源反相器帶寬1.75~3.25GHz，稍微寬些。

仿真的插入損耗對(duì)比如下：

插入損耗都在0.3dB左右，主要是介質(zhì)和導(dǎo)體損耗。

總體來看，無源反相器的帶寬和插損更有優(yōu)勢(shì)。

無源反相器的相位特征

為了分析無源反相器的相位特征，在無源反相器HFSS模型的基礎(chǔ)上，特意加了一個(gè)尺寸與無源反相器相同的微帶線，作為參考相位對(duì)比：

只看信號(hào)通過相等長(zhǎng)度的黃色微帶線或黃色反相器的相移：

在中心頻點(diǎn)2.6GHz，無源反相器相位72度，但無源電路相位不可能是正值，注意到1GHz有個(gè)+/-180度跳變，因此真實(shí)的絕對(duì)相位是72-360=-288度。兩個(gè)模型都很短，同一頻點(diǎn)2.6GHz的微帶線呈現(xiàn)的是真實(shí)的絕對(duì)相位-108度。

-288度和-108度，正好相差180度。

總結(jié)

作為參考的微帶線，相位是理想的直線，相位與微帶線長(zhǎng)度呈正比。

但是，無源反相器的相位，相對(duì)于參考的同等長(zhǎng)度的微帶線來說，多了180度相位差異！所以這個(gè)模型叫做無源反相器。

那么，這個(gè)無源反相器有什么作用？且聽下回（明天）分解。