RF无源阻抗匹配知识介绍

STGing · 发表于 2022-7-13 10:48

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调试匹配有多种方法，有利用单独供电给 PA ，直接在 Active 情况下进行调试匹配的方法，但这种调试方法需要两个条件：
能够正常通话
能够进入非信令模式
也就是说要准备好软体。
还有一种调试是利用无源方式进行调试匹配，这种方法只需要有板子就可以进行调试，不需要等到软体准备好。
今天我们重点介绍一下调试匹配的基本原理、匹配步骤和匹配原则。

基本原理：
调试最理想的情况是 Source 端的输出阻抗是 50ohm，传输线的阻抗为 50ohm，load 端的输入阻抗也是50ohm。
但是，板厂的制程，在 Trace 的线宽以及对地间距，必定会有误差，这导致 Trace 的阻抗未必是50ohm，所以要靠匹配把阻抗调到 50ohm。也因此，在设计时，通常会预留 Dummy Pad，以备不时之需。

匹配步骤
1. 把落地元件拔掉，串联元件换成 0ohm 电阻,目的是要知道 PCB Trace 最原始的阻抗是多少。

2. 网络分析仪，以及将铜管做 Port Extension，如此便可以开始测量阻抗。
3. 利用 Smith Chart 及匹配元件，将阻抗调到 50ohm。
例：如下图，PCB Trace 原始负载阻抗为（40.6-13j）ohm，需利用 Smith Chart 将其调至 50ohm。

操作思路：通过从Load 往 Source 端调试，将（40.6-13j）ohm，调成50ohm。

操作步骤：
1. 通过串电感、串电容、并电感、并电容的方式（参考图5），将阻抗调到 50ohm 的 Z-Plane/Y-Plane 圆周上（参考图6），如下图所示。
2. 由于 Z1 是落地元件，所以通过并联方式，将阻抗调至 50ohm 的 Z/Y 圆上，但无论是并电感或并电容，其阻抗均跑不到我们要的圆周上，如参考图7和图8。
3. Z2 是串联元件，串8nH 电感后，阻抗跑到了 Y 圆上，此时阻抗为（40.4+19.3j）ohm。
4. Z3 为落地元件，并 1pF 电容后，阻抗跑到了（49.7+0j）ohm 上，调试完成。