為啥在外行的人看來，射頻這么玄乎呢？

我想大概是因為，到了射頻甚至微波頻率后，一切就都變了。

比如電容，你看到的是這樣的。

但實際它的內在是這樣的。

電感，展現給你的是這樣的。

但它實際上是這樣的。

電阻也是，外表是這樣的。

里子是這樣的。

所以，進行射頻電路設計之前，我們需要先了解一下，這些常用的集總器件，在射頻甚至微波的頻率下，到底是個什么表現。

先說說電阻，下圖分別是其低頻模型和高頻模型。

在DC時，電阻是一個不隨頻率變化的器件，但到高頻時，由于寄生參數，比如寄生電感，寄生電容的影響，其阻值會隨著頻率的變化而發生變化。

比如，下圖所示，是廠家標稱高頻電阻的阻值與頻率之間的關系。雖然在其手冊上，寫的是High Frequency（Up to 40GHz）Resistor, 但從其曲線上看，阻值還是會隨著頻率發生較大的變化。

標稱的高頻電阻都不能保證始終如一，就不用說，我們平時使用的普通厚膜電阻了。

再來說說電容，下圖分別是電容的低頻模型和高頻模型。

在低頻處，電容的阻抗為1/(jwC)，其阻抗隨著頻率的升高而降低，如下圖所示。

但是實際的電容，剛開始其阻抗隨頻率的升高而降低，當封裝的寄生電感與電容本身的發生諧振時，此時電容的電抗達到最低點，然后又開始升高，但是這個時候，電容的感性大于容性，即主要是寄生電感在起作用。這個頻率，稱為級聯諧振頻率(SRF,series resonant frequency).

電容在射頻電路中的應用，包括隔直，去耦，還有匹配。

隔直和去耦應用

對于隔直和去耦應用，都希望電容在所工作的頻率處于一個非常低的阻抗狀態，也就是說，最好工作頻率就在SRF頻率附近。

有時候對于寬帶的RF應用，可能會用多個電容并聯，來實現寬頻帶范圍內的低阻抗。但是并聯使用時，最好仿真看看，確認一下這些電容之間有沒有發生諧振，因為如果發生諧振的話，會顯著影響性能。

匹配應用

對于匹配應用，則希望工作頻率遠低于SRF頻率。

前陣子，隊友他們想降低成本，問我一個射頻通路上的電容能不能換一下。

額，好吧。

即使是同樣的容值，同樣的封裝，不同廠家出來的電容，其寄生參數也不可能一樣。

而且，由于電容容差的存在，就算同一廠家同一型號，電容容值也不一定一樣。

所以，如果想替換掉現有的電容，性能嘛，肯定是會有變化。

所以想替換也可以，但是你要把所有的指標再重新測試一遍，看看影響大不大。

因此，能不能替換，我也不好說，不怕麻煩的話，就去測一下；要怕有風險的話，那就別換了。

再來看看電感，下圖是電感的低頻和高頻模型。

理想的電感，其電抗為jwL，即會隨著頻率的升高而升高，但是實際的電感，由于寄生電容的影響，這個寄生電容會與電感諧振，從而在某個頻率處產生一個很高的阻抗。如下圖所示。

在射頻電路中，電感的作用包括：

(1) 隔交，就是阻止射頻通路中的射頻進入電源。而這時的電感，就希望工作頻率位于其諧振頻率附近，以獲得高的電抗。

(2) 匹配。

參考文獻：

【1】 Complete wireless design

【2】射頻電路設計--理論與應用

編輯：黃飛

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