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耦合與隔直電容的選取

2019年10月16日 10:20 lq 作者: 用戶評(píng)論(0

耦合與隔直電容串聯(lián)在電路中,耦合電容選擇適當(dāng)能將保證射頻能量得到最大限度的傳輸。一個(gè)實(shí)際電容能否滿足電路耦合要求,取決于隨頻率變化的電容相關(guān)參數(shù):串聯(lián)諧振頻率FSR、并聯(lián)諧振頻率FPR、純阻抗、等效串聯(lián)電阻ESR、插入損耗IL和品質(zhì)因數(shù)Q。

耦合與隔直電容的選取

ATC耦合電容有關(guān)參數(shù)如下:

耦合與隔直電容的選取

其中,瓷介質(zhì)電容ATC100A101(100pF)的FSR=1GHz,ESR=0.072Ω,其Z-F曲線如下圖所示:

耦合與隔直電容的選取

ATC100A101(100pF片式電容,水平安裝,電容極板平行于線路板)插損與頻率關(guān)系如下圖:

耦合與隔直電容的選取

由上圖可知,在200MHz~1.5GHz之間,電容插損<0.1dB;若將電容垂直安裝,即電容極板垂直于線路板,就能壓制1.6GHz處的并聯(lián)諧振窗口,電容的可用范圍擴(kuò)展到2.4GHz左右。所以改變安裝取向可擴(kuò)展電容的適用頻率范圍,用于寬帶耦合電路。

耦合與隔直電容的選取

隔直電容取值:(旁路電容也按此取值)

100MHz取1000pF

400MHz取100pF

900MHz取33pF

1.2GHz取10pF

2.5GHz取5pF

10GHz取1~2pF

0.8pF 大于2GHz采用陶瓷微波芯片電容

耦合與隔直電容的選取

100kHz信號(hào)用0.01uf電容測(cè)的輸出為-5dbm,換成0.1uf的,輸出為5dBm。 除滿足x=1/wc外,頻率太高時(shí)要考慮q值,要用高q值微波電容 微波去耦電容也有用微帶線設(shè)計(jì),有扇形,有方形,尺寸和工作頻率相關(guān)。

經(jīng)驗(yàn)值:幾十M或是兩三百的用1000p,910p或是七八百的都沒問題,一兩個(gè)G的用100p左右的,兩百也可以。頻率高到十幾幾十個(gè)G的時(shí)候就大概一個(gè)G一個(gè)p,比如18G 就用18p.

在射頻電路中,該電容通常放在模塊的輸入與輸出端,因此也稱耦合電容。隔直電容的選擇以減小射頻信號(hào)損耗為原則,理論上容值越大越好(與容抗成反比),實(shí)際應(yīng)用中因電容的加工工藝以及材質(zhì)的影響,帶寬較難兼顧。所以通常以小于所使用電路中的輸入輸出阻抗10倍以上選用相應(yīng)容值。

隔值電容選擇舉例:

如果信號(hào)頻率為2500MHz-2570MHz,查看電容的自諧振頻率:

1、6.8pF:2821MHz

2、7pF:2793MHz

3、7.5pF:2631MHz

4、8pF:2563MHz

應(yīng)用準(zhǔn)則電容自諧振頻率略大于信號(hào)頻率(或者在自諧振頻率大于信號(hào)頻率的電容中,選擇容值最大的那個(gè)),上面四個(gè)電容中,7.5pF電容是最理想的隔直電容。

不同容值的電容,其自諧振頻率不同。在自諧振頻率處,電容的容抗最??;低于自諧振頻率,電容工作在容性狀態(tài);高于自諧振頻率,電容工作在感性狀態(tài)。

以muRata GRM155系列電容為例,1pF、10pF、100pF、1000pF、10nF電容的自諧振頻率分別為7054MHz、2240MHz、678.6MHz、245MHz、77.35MHz,容值越高,其自諧振頻率越低。

在實(shí)際應(yīng)用中,電容器的電容量往往比1法拉小得多,常用較小的單位,如毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)等,它們的關(guān)系是:1微法等于百萬(wàn)分之一法拉;1皮法等于百萬(wàn)分之一微法,即:

1法拉(F)=1000毫法(mF);1毫法(mF)=1000微法(μF);1微法(μF)=1000納法(nF);1納法(nF)=1000皮法(pF);即:1F=1000000μF;1μF=1000000pF。

(1)額定電壓,為在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓。如果工作電壓超過電容器的耐壓,電容器將被擊穿,造成損壞。在實(shí)際中,隨著溫度的升高,耐壓值將會(huì)變低。

(2)絕緣電阻。直流電壓加在電容上,產(chǎn)生漏電電流,兩者之比稱為絕緣電阻。當(dāng)電容較小時(shí),其值主要取決于電容的表面狀態(tài);容量大于0.1時(shí),其值主要取決于介質(zhì)。通常情況,絕緣電阻越大越好。

(3)損耗。電容在電場(chǎng)作用下,在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量稱做損耗。損耗與頻率范圍、介質(zhì)、電導(dǎo)、電容金屬部分的電阻等有關(guān)。

(4)頻率特性。隨著頻率的上升,一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。當(dāng)電容工作在諧振頻率以下時(shí),表現(xiàn)為容性;當(dāng)超過其諧振頻率時(shí),表現(xiàn)為感性,此時(shí)就不是一個(gè)電容而是一個(gè)電感了。所以一定要避免電容工作于諧振頻率以上。

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( 發(fā)表人:李倩 )

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