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π形阻抗匹配电路该如何使用和摆放呢?

冬至子 来源:卫红EDA 作者:卫红EDA 2023-11-03 11:38 次阅读

射频链路会有很多如下图所示的电路,中间是一个电感,两边分别是电容电阻,组成一个“π”的形状,所以叫π型电路或派型电路,也称三元件匹配电路。

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π型电路是RF用来调阻抗匹配的,如果天线走线太长,一般靠近天线端或芯片端各有一组,需要根据原理图的先后顺序和输入到输出,包括每个元件的先后位置,他们之间的距离不宜过大进行布局,布局成“π型”如下图所示。

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整体射频每个通道或者频段的布局应该布局成“一”字型,如下图所示。

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当碰到屏蔽罩空间不够或者结构有限限的时候,也可以调整成为“U”型或“L"型布局,如下图所示。

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π型电路的作用在于确保信号的最大功率传输和最小反射损耗,以优化射频系统的性能和效率。

匹配在射频电路设计中是至关重要的,对于实现可靠的通信、高效的能量传输以及减少信号失真都起着重要作用。总结下来π型电路的引入有以下5大意义。

1、最大功率传输:匹配电路可以使信号源与负载或中间电路的阻抗相匹配,从而最大限度地传输信号功率。当信号源与负载的阻抗不匹配时,信号会被反射回信号源,导致功率损失。匹配可以减少这种反射损耗,确保信号被有效地传输到负载端。

2、最小反射损耗:反射损耗会降低射频系统的效率,并可能导致信号的干扰和失真。匹配电路通过调整电路的阻抗,减少信号在电路中的反射,从而降低反射损耗,提高系统的性能和稳定性。

3、防止干扰和回波:匹配电路可以避免信号在电路中的回波现象。回波可能会导致信号在传输过程中相互干扰,影响通信的可靠性和质量。匹配可以减少回波现象,确保信号在传输中保持清晰和稳定。

4、保护电路元件:在射频电路中,匹配电路可以提供适当的负载,以保护电路元件免受过大的电压或电流的损害。良好的匹配可以确保电路元件在工作点处于安全和稳定的状态。

5、提高系统效率:通过匹配电路,可以最大程度地利用电源能量,并将其传输到负载端,从而提高系统的效率。这对于电池供电的射频设备尤其重要,可以延长电池寿命和设备使用时间。

π型电路在EDA设计时主要的关注点就是:拒绝Stub(桩线),所以在摆件时不要让两边的电容或电阻被旁路了,如下图所示,就是错误的摆放和走线方法。

在后端走线阻抗不匹配发生发射时,需要通过匹配电路临时改变阻抗,但此时两个电容就不仅起作用,而且还产生了Stub桩线,更加剧了后端的反射。

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