叉指电容与无源反相器对比

黄岩岛岛主公众号《看图说RF》第039篇原创文章：微带电路中的无源反相器。碎片三分钟，收获一丢丢。

逻辑电路中的反相器是有源电路：

因此为了区别，特意在题目中指明是无源反相器。

逻辑电路有源反相器与微带电路无源反相器实现的功能相同，但适用的频率范围不同。

逻辑电路中的有源反相器带宽极宽，低频可用于直流，高频仅受MOS管本身的频率特征限制。

而微带电路中的无源反相器，一般带宽只有40%左右。

叉指电容与无源反相器对比

叉指电容和无源反相器二者原理也几乎相同：本质上都是通过多段λ/4导波波长的高阻线紧耦合，实现信号传输功能。

只不过叉指电容的终端开路；

而无源反相器终端通过接地过孔短路到地平面；

仿真的回波损耗对比如下：

如果以回波损耗20dB为限，叉指电容带宽2.35~2.95GHz，很窄，无源反相器带宽1.75~3.25GHz，稍微宽些。

仿真的插入损耗对比如下：

插入损耗都在0.3dB左右，主要是介质和导体损耗。

总体来看，无源反相器的带宽和插损更有优势。

无源反相器的相位特征

为了分析无源反相器的相位特征，在无源反相器HFSS模型的基础上，特意加了一个尺寸与无源反相器相同的微带线，作为参考相位对比：

只看信号通过相等长度的黄色微带线或黄色反相器的相移：

在中心频点2.6GHz，无源反相器相位72度，但无源电路相位不可能是正值，注意到1GHz有个+/-180度跳变，因此真实的绝对相位是72-360=-288度。两个模型都很短，同一频点2.6GHz的微带线呈现的是真实的绝对相位-108度。

-288度和-108度，正好相差180度。

总结

作为参考的微带线，相位是理想的直线，相位与微带线长度呈正比。

但是，无源反相器的相位，相对于参考的同等长度的微带线来说，多了180度相位差异！所以这个模型叫做无源反相器。

那么，这个无源反相器有什么作用？且听下回（明天）分解。

审核编辑：汤梓红