微帶電路中的無(wú)源反相器

微帶電路中的無(wú)源反相器。碎片三分鐘，收獲一丟丟。

邏輯電路中的反相器是有源電路：

因此為了區別，特意在題目中指明是無(wú)源反相器。

邏輯電路有源反相器與微帶電路無(wú)源反相器實(shí)現的功能相同，但適用的頻率范圍不同。

邏輯電路中的有源反相器帶寬極寬，低頻可用于直流，高頻僅受MOS管本身的頻率特征限制。

而微帶電路中的無(wú)源反相器，一般帶寬只有40%左右。

叉指電容與無(wú)源反相器對比

叉指電容和無(wú)源反相器二者原理也幾乎相同：本質(zhì)上都是通過(guò)多段λ/4導波波長(cháng)的高阻線(xiàn)緊耦合，實(shí)現信號傳輸功能。

只不過(guò)叉指電容的終端開(kāi)路；

而無(wú)源反相器終端通過(guò)接地過(guò)孔短路到地平面；

仿真的回波損耗對比如下：

如果以回波損耗20dB為限，叉指電容帶寬2.35~2.95GHz，很窄，無(wú)源反相器帶寬1.75~3.25GHz，稍微寬些。

仿真的插入損耗對比如下：

插入損耗都在0.3dB左右，主要是介質(zhì)和導體損耗。

總體來(lái)看，無(wú)源反相器的帶寬和插損更有優(yōu)勢。

無(wú)源反相器的相位特征

為了分析無(wú)源反相器的相位特征，在無(wú)源反相器HFSS模型的基礎上，特意加了一個(gè)尺寸與無(wú)源反相器相同的微帶線(xiàn)，作為參考相位對比：

只看信號通過(guò)相等長(cháng)度的黃色微帶線(xiàn)或黃色反相器的相移：

在中心頻點(diǎn)2.6GHz，無(wú)源反相器相位72度，但無(wú)源電路相位不可能是正值，注意到1GHz有個(gè)+/-180度跳變，因此真實(shí)的絕對相位是72-360=-288度。兩個(gè)模型都很短，同一頻點(diǎn)2.6GHz的微帶線(xiàn)呈現的是真實(shí)的絕對相位-108度。

-288度和-108度，正好相差180度。

總結

作為參考的微帶線(xiàn)，相位是理想的直線(xiàn)，相位與微帶線(xiàn)長(cháng)度呈正比。

但是，無(wú)源反相器的相位，相對于參考的同等長(cháng)度的微帶線(xiàn)來(lái)說(shuō)，多了180度相位差異！所以這個(gè)模型叫做無(wú)源反相器。

那么，這個(gè)無(wú)源反相器有什么作用？且聽(tīng)下回分解。