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扇形微带线

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馈电是有源器件电路的必做设计,在设计时,必须注意使其对主电路的微波传输特性影响尽可能的小,即不应造成大的附加损耗,反射以及高频能量的泄漏。在低频设计中,采用电感加电容的方式实现馈电的直通和传输的隔离。

在微波电路中,电容和电感的寄生效应变得显著,如引线电感、分布电容等,这些寄生参数会影响电路的性能,导致阻抗匹配不良、信号损耗增加等问题。微波电路通常采用的直流偏置电路形式有四分之一波长高低阻抗线、四分之一波长开路短截线等。

               

B 点为偏置电路和振荡电路的连接点, Rin为 B 点向偏置电路看去的输入阻抗,A 点为扇形开路短截线在细微带上的接入点, Zload为直流源端的负载阻抗,可理解为直流源内阻、旁路电容和轭流电感的总的等效阻抗,r 为扇形的半径。当 r等于频率的四分之一波导波长时,出于扇形弧线边缘开路,则对频率的信号来说转换到 A 点应为短路,即在 A 点将其右侧的所有电路旁路掉,右侧电源部分不再影响 A 点左侧电路。当 A、B 之间长度等于频率的四分之一波导波长时,A 点短路转换到 B 点则为开路,即对频率的信号来说,从B点向偏置电路看去的输入阻抗 Rin为无穷大。而偏置电路是在B点与频率相并联的,则 Rin为无穷大意味着B点右侧的电路对频率的交流特性没有影响。    

四分之一波长线也可以实现,但是对频带范围较窄。

    

加入扇形线

注意:扇形微带的角度不能超过 90 度(ADS 里规定的,在 help 里可看见),所以把角度设为优化变量时,该变量的上限设置只能为 89 度,否则仿真要被终止。    

    

可以看到传输线的损耗更小,馈电端与传输线之间的隔离更大,同时带宽也更宽。

               

与传统直形短截线相比,在输入阻抗相同的情况下,扇形微带线能实现较宽频带,其反射系数曲线更加平滑,衰减程度更深。

尺寸紧凑:扇形微带线的物理长度相对较短,在相同技术要求下,用扇形微带线设计的电路所占的基板面积比传统直形短截线设计的电路小,有利于电路的小型化和集成化。

扇形线的用途典型的如下:

功率放大器:用于偏置电路中,隔离射频信号与偏置电压,确保功放管的正常工作。

滤波器:可作为电抗元件即电容应用于滤波器的设计中,构成扇形短截线型滤波器,实现对特定频率信号的滤波功能。    

阻抗匹配网络:帮助实现不同阻抗之间的匹配,减少信号反射,提高信号传输效率。  

  

来源:射频通信链
寄生参数电源电路ADS通信
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-07-29
最近编辑:8小时前
匹诺曹
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DDS杂散分析

DDS(直接数字频率合成器,Direct Digital Synthesizer)是一种基于数字信号处理技术的频率合成方法,其核心原理是通过数字计算生成高精度、高稳定性的正弦波或其他波形信号。 DDS 主要有参考时钟,相位累加器,存储器 ROM,数模转换器以及低通滤波器等 5 个模块构成.优点 高频率分辨率和快速频率切换(ns 级)。相位连续,可生成复杂调制信号(如 FSK、PSK)。集成度高,易于数字化控制。 缺点 输出频率上限较低(受时钟频率限制)。杂散信号较多(由相位截断和幅度量化误差引起)。需配合 LPF 滤除高频噪声。 从原理框图不难看出,DDS主要是基于参考时钟,以参考时钟为基准,对参考时钟进行相位等分,查表,DAC转换得到输出的正弦波。假设系统时钟为 Fc,输出频率为 Fout。每次转动一个角度 360°/2N, 则可以产生一个频率为 Fc/2N的正弦波的相位递增量。那么只要选择恰当的频率控制字 M,使得 Fout / Fc= M / 2N,就可以得到所需要的输出频率 Fout,Fout = Fc*M / 2N 相位幅度转换通过相位累加器,我们已经得到了合成 Fout 频率所对应的相位信息,然后相位幅度转换器把 0°~360°的相位转换成相应相位的幅度值。比如当 DDS 选择为 2V p-p 的输出时,45°对应的幅度值为 0.707V,这个数值以二进制的形式被送入 DAC。 杂散分析从本质上讲DDS是一种采样数据系统,因此采样过程出现的问题DDS都会有,包括量化噪声、混叠、滤波等。幅度杂散幅度杂散是有限字长量化引起的,量化噪声中的周期分量就是幅度杂散。 非线性DAC是电流源,存在非线性,非线性产生高次谐波,频率为n*f0,当n*f0超过奈奎斯特采样率fs的1/2,就会折叠回0~fs/2,形成杂散。相位杂散假设DDS的相位累加字(调谐字)字宽32bit,但实际ROM地址线只有19bit,即相位量化字宽只有19bit,那么后13位截尾舍去。就会出现截断杂散。相位截断误差会在输出频谱中引入以 k⋅fclk/2N为中心的杂散信号 DDS 通过数字相位累加和查表技术实现高精度频率合成,适合需要快速频率切换和高分辨率的场景。尽管存在杂散问题,但其灵活性和数字化优势使其成为现代信号处理的核心技术之一. 来源:射频通信链

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