這份文檔總結(jié)了我事情一年半以來的一些射頻(Radio Frequency)調(diào)試(以下稱為Debug)履歷,記錄的是我在實(shí)際項(xiàng)目開拓中碰著并辦理問題的進(jìn)程。此刻我想操作這份文檔與各人分享這些履歷,假如這份文檔可以或許對(duì)各人的事情起到必然的輔佐浸染,那將是我最大的僥幸。
小我私家感受,Debug進(jìn)程用的都是最簡(jiǎn)樸的基本常識(shí),假如可以或許對(duì)RF的基本常識(shí)有極為深刻(留意,是極為深刻)的領(lǐng)略,我相信,所有的Bug解起來城市易如反掌。同樣,我的這篇文檔也將會(huì)以最通俗易懂的語(yǔ)言,報(bào)告最通俗易懂的Debug能力。
在本文中,我只管制止寫一些空洞的理論常識(shí),可是第二章的內(nèi)容除外?!拔⒉l率下的無源器件”這部門的內(nèi)容截取自我尚未完成的“長(zhǎng)篇大論”——Wi-Fi產(chǎn)物的一般射頻電路設(shè)計(jì)(第二版)。
我相信這份文檔有且不但有一處錯(cuò)誤,假如可以或許被各人發(fā)明,但愿可以或許提出,這樣我們就可以或許配合進(jìn)步。
2 微波頻率下的無源器件
在這一章中,主要講授微波頻率下的無源器件。一個(gè)簡(jiǎn)樸的問題:一個(gè)1K的電阻在直流環(huán)境下的阻值是1K,在頻率為10MHz的回路中大概照舊1K,可是在10GHz的環(huán)境下呢?它的阻值還會(huì)是1K嗎?謎底是否認(rèn)的。在微波頻率下,我們需要用別的一種目光來對(duì)待無源器件。
2.1. 微波頻率下的導(dǎo)線
微波頻率下的導(dǎo)線可以有許多種存在方法,可以是微帶線,可以是帶狀線,可以是同軸電纜,可以是元件的引腳等等。
2.1.1. 趨膚效應(yīng)
在低頻環(huán)境下,導(dǎo)線內(nèi)部的電流是勻稱的,可是在微波頻率下,導(dǎo)線內(nèi)部會(huì)發(fā)生很強(qiáng)的磁場(chǎng),這種磁場(chǎng)迫使電子領(lǐng)導(dǎo)體的邊沿聚積,從而使電流只在導(dǎo)線的外貌活動(dòng),這種現(xiàn)象就稱為趨膚效應(yīng)。趨膚效應(yīng)導(dǎo)致導(dǎo)線的電阻增大,功效會(huì)奈何?當(dāng)信號(hào)沿導(dǎo)體傳輸時(shí)衰減會(huì)很嚴(yán)重。
在實(shí)際的高頻場(chǎng)所,如收音機(jī)的感到線圈,為了淘汰趨膚效應(yīng)造成的信號(hào)衰減,凡是會(huì)利用多股導(dǎo)線并排繞線,而不會(huì)利用單根的導(dǎo)線。
我們凡是用趨膚深度來描寫趨膚效應(yīng)。趨膚深度是頻率與導(dǎo)線自己配合的浸染,在這里我們不會(huì)作深入的接頭。
2.1.2. 直線電感
我們知道,在有電流流過的導(dǎo)線周圍會(huì)發(fā)生磁場(chǎng),假如導(dǎo)線中的電流是交變電流,那么磁場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)跟著電流的變革而變革,因此,在導(dǎo)線兩頭會(huì)發(fā)生一個(gè)阻止電流變革的電壓,這種現(xiàn)象稱之為自感。也就是說,微波頻率下的導(dǎo)線會(huì)泛起出電感的特性,這種電感稱為直線電感。也許你會(huì)直線電感很微小,可以忽略,可是我們將會(huì)在后頭的內(nèi)容中看到,跟著頻率的增高,直線電感就越來越重要。
電感的觀念長(zhǎng)短常重要的,因?yàn)槲⒉l率下,任何導(dǎo)線(可能導(dǎo)體)城市泛起出必然的電感特性,就連電阻,電容的引腳也不破例。
2.2. 微波頻率下的電阻
從基礎(chǔ)上說,電阻是描寫某種質(zhì)料阻礙電流活動(dòng)的特性,電阻與電流,電壓的干系在歐姆定律中已經(jīng)給出。可是,在微波頻率下,我們就不能用歐姆定律去簡(jiǎn)樸描寫電阻,這個(gè)時(shí)候,電阻的特性應(yīng)經(jīng)產(chǎn)生了很大的變革。
2.2.1. 電阻的等效電路
電阻的等效電路如圖2-1所示。個(gè)中R就是電阻在直流環(huán)境下電阻自身的阻值,L是電阻的引腳,C因電阻布局的差異而差異。我們很容易就可以想到,在差異的頻率下,同一個(gè)電阻會(huì)泛起出差異的阻值。想想平時(shí)在我們舉辦Wi-Fi產(chǎn)物的設(shè)計(jì),險(xiǎn)些不消到直插的元件(大容量電解電容除外),一方面是為了減小體積,另一方面,也是更為重要的原因,減小元件引腳引起的電感。
圖2-1 電阻的等效電路
圖2-2定性的給出了電阻的阻值與頻率的干系。
圖2-2 電阻的阻值與頻率
我們?cè)囍U明電阻具有這樣的特性的原因。當(dāng)頻率為0時(shí)(對(duì)應(yīng)直流信號(hào)),電阻泛起出的阻值就是其自身的阻值;當(dāng)頻率提高時(shí),電阻泛起出的阻值是自身的阻值加上電感泛起出的感抗;當(dāng)頻率進(jìn)一步提高時(shí),電阻自身的阻值加上電感的感抗已經(jīng)相當(dāng)?shù)拇?,于是電阻表示出的阻值就是誰(shuí)人并聯(lián)的電容的容抗,并且頻率越高,容抗越小。
2.3. 微波頻率下的電容
在射頻電路中,電容是一種被遍及利用的元件,如旁路電容,級(jí)間耦合,諧振回路,濾波器等。和電阻一樣,微波頻率下電容的容抗特性也會(huì)產(chǎn)生很大的變革。
2.3.1. 電容的等效電路
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