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在电子学和电信领域,耦合(英语:coupling)是指能量从一个介质(例如一个金属线、光导纤维)传播到另一种介质的过程。本身含义为:物理学上两个和两个以上的体系或者两者运动形式之间相互作用而彼此影响以至于联合起来的现象。在射频领域常用到的耦合场景是滤波器梁拆闭设计中的耦合和耦合器。当然天线里面还有一个去耦合的设计。
那么我们今天来谈一下滤波器设计中的耦合
谐振腔之间的耦合一般是指谐振腔之间电磁能量的传递或者交换,示意图如下图所示。在一个谐振腔内,电场和磁场是同时存在的,那么他们之间的耦合既有电场间的耦合,又有磁场间的耦合,耦合系数k是指两个谐振腔之间耦合的能量与存储的能量的比值:
我们知道,在微波谐振腔内,电场和磁场是共存的,ke表示电场的耦合,km表示磁场的耦合。右边第一项表示电耦合,第二项表示磁耦合。值得注意的是,耦合腔的相互作用是通过空间矢量场的点运算在数学上描述的,这使得耦合可以有正负号。正号表示耦合增强了非耦合谐振器的存储能量,而负号表示减少。因此,如果电耦合和磁耦合具有相同的符号,它们可能产生相同的效果;如果它们的符号相反,它们可能产生相反的效果。由于在谐振腔中电场和磁场处于相互转化的动态平衡之中,即电场和磁场是此消彼长的关系,因此,一般假设磁场耦合km取正号,电场耦合ke取负号,因此谐振腔之间的耦合系数k:
k=km-ke
如果kmke,耦合为正,以磁场耦合为主;
如果kmke,耦合为负,以电场耦合为主;
如果km=ke,耦合为零,称为混合耦合
耦合为零的时候,并不意味着他们之间没有电磁场能量转换,而是这个电磁场转换又得到了平衡,一个新的谐振将会引入。
No.1 电耦合
所谓电耦合,是指耦合能量的传递主要靠电场来完成。下图给出了电耦合的等效电路,图中的L和C分别代表谐振腔的自电感和自电容,对无耦合的谐振腔,其谐振频率
Cm表示耦合电容。如果以T1-T1'和T2-T2'为参考平面,则可以得到一个二端口网络,该二端口网络满足以下关系式:
因此可以求得该二端口网络的Y参御拿数矩阵
实际上,谐振腔之间的电耦合可以用一个导纳变换器替换即,如果图中的对称面用一个理想电壁或者短路来代替,那么可以得到谐振腔的耦合频率为:
如果对称面用一个理想磁壁或者开路来代替,那么可以得到谐振腔的耦合频率为:
这样我们就可以求出谐振腔间的电耦合系数:
在滤波器的设计中,常用下图所示的耦合杆实现交叉耦合滤波器的电耦合。
电耦合结构一般用来实现滤波器的交叉耦合结构,对于CT模型,电耦合可以在通带低端产生一个传输零点;对于CQ模型,电耦合可以在通带两端产生两个对称的传输零点。
No.2 磁耦合
耦合能量的传递依靠磁场来完成的耦合称之为磁耦合,上图示出了同步耦合谐振电路中的两个谐振器之间磁耦合的电路形式,其中L和C分别为自身的电感和电容,表示耦合电容,前面已经说明,同步耦合谐振电路中所有LC谐振电路的电容电感值均相同,,可以看出,该电路是左右对称的,若将对称面看成电壁(短路),则可以得到磁耦合下谐振器的奇模谐振频率为:
若将对称面看成磁壁(开路),则可以得到电耦合下谐振器的偶模谐振频率为:
由上面两式可以容易得到耦合系数,谐振器自身谐振频率的表达式:
对比Ke和km可以看出,如果将耦合系数用电壁下的奇模谐振频率和磁壁下的偶模谐振频率同一种形式表示,则电容耦合与电感耦合的极性是反的,其中电感耦合是正耦合,而电容耦合是负耦合。
工程上,常采用耦合窗作为滤波器的磁耦合结构,
在滤波器的设计中,主耦合结构一般采用耦合窗实现;在CT模型中,交叉耦合为磁耦合可以在通带高端产生一个有限传输零点;在CQ模型中,交叉耦合为磁耦合可以改善滤波器的时延特性。
No.3 电磁混合耦合
混合耦合是指在两个谐振器之间既具有电耦合又具有磁耦合,图4.9给出了混合耦合的电路模型,为了分析的方便,在参考面的左侧和的右侧,采用Y参数,在参考面之间采用Z参数,Y参数和Z参数定义如下:
通过在等效电路中引入理想电壁和理想磁壁,可以得到谐振器的fe和fm:
进而可以得到混合耦合系数Kx:
在工程上很少应用混合耦合结构,下图设计了一款基于混合耦合的同轴腔体滤波器,通过调节混合耦合的强弱,可以在通带的低端或者高端实现一个传输零点,以此来提高滤波器的带外抑制特性
至此,我们知道电场耦合,称为电耦合或者电容耦合,符橡裂号为负;磁场耦合称为磁耦合或者电感耦合,符号为正。但是电偶耦合是不是符号一定为负,电感耦合是不是符号一定为负。如果是理想电容或者电感,那么按照上文的设定,符号是不会变的。但是实际中的电容或者电感,在某种情况下,又会呈现出相反的性质。这个在之后我们再做重点探讨。
首先,cm-105是一个电容器的型号,105表示它的电容量为10的5次方乘以1个单位的电容量——即1μF。后面的1±20%表示电容器的误差范围在正负20%之内。如果我们需要计算电容器的实际电容值,需要先计算出正负20%误差范围内滑携的最大值和最小值,然后可以根据标称电容值和误差范围得出电容器的实际电容值。根据计算,cm-105电容器的误差范围在0.8μF到1.2μF之间,实际电悔弊容值需在这个范围内。因此,如果需要使用这个电容器,需要根据具体的应用信前伏需求来选择实际的电容值,以保证电路的正常工作。
一种是毫米单位来表示。
中文名
贴片电容
外文名
Multiplayer Ceramic Chip Capacitors
缩写
MLCC
快速
导航
命名封装贴片电容的分类MLCC电容选型电容的作用内部结构
尺寸
贴片电容有两种尺寸表示方法,一种是以英寸为单位来表示,一种是以毫米为单位来表示,贴片电容的系列型郑棚号有0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2010、2225、2512,这些是英寸表示法, 04 表示长度是0.04 英寸,02 表示宽度0.02 英寸,其他类同型号尺寸(mm)
英制尺寸 公制尺寸 长度及公差 宽度及公差 厚度及公差
0402 1005 1.00±0.05 0.50±0.05 0.50±0.05
0603 1608 1.60±0.10 0.80±0.10 0.80±0.10
0805 2012 2.00±0.20 1.25±0.20 0.70±0.20 1.00±0.20 1.25±0.20
1206 3216 3.00±0.30 1.60±0.20 0.70±0.20 1.00±0.20 1.25±0.20
1210 3225 3.00±0.30 2.54±0.30 1.25±0.30 1.50±0.30
1808 4520 4.50±0.40 2.00±0.20 ≤2.00
1812 4532 4.50±0.40 3.20±0.30 ≤2.50
2220 57505.70±0.40 5.00±0.30 ≤2.50
2225 5763 5.70±0.50 6.30±0.50 ≤2.50
3035 7690 7.60±0.50 9.00±0.05 ≤3.00
命名
贴片电容的命名所包含的参数有贴片电容的尺寸、做这种贴片电容用的材质、要求达到的精度、要求的电压、要求的容量、端头的要求以及包装的要求。一般订购贴片电容需埋档提供的参数要有尺寸的大小、要求的精度、电压的要求、容量值、以及要求的品牌即可。
贴片电容的命名:
0805CG102J500NT 0805:是指该贴片电容的尺寸大小,是用英寸来表示的08 表示长度是0.08 英寸、05 表示宽度为 0.05 英寸 CG :是表示做这种喊液则电容要求用的材质
这些是电容的参数,2.5V表示电启誉容的耐压值,820表示电容的容量为820μF(微逗衡法),CM一般为出厂编悄指段号。
ATS是双电源自动切换开关,Cable Modem缩写(电线缆调桐塌制解调器);
电子元件是组成电子产品的基础,了解常用的电子元件的种类、结构、性源轮岁能并能正确选用是学习、掌握电子技术的基本。常用的电子元件有:电阻、电容、电感、电位器、变压器等,就安装方式而言,目前可分为雹睁传统安装(又称通孔装即DIP)和表面安装两大类(即又称SMT或SMD)。三极管、二极管称为电子器件。
先找到是哪个公司生产的,然后看去网站查看datasheet,一般会有吧...
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