Краткое руководство: выбор RF-обходных конденсаторов для MMIC

Обзор

Шум линий питания — постоянная проблема в RF-системах, особенно когда высокочастотные MMIC-усилители обеспечивают широкополосное усиление. Даже несколько нановольт нежелательного шума могут смешиваться с желаемым сигналом, снижая отношение сигнал/шум и генерируя ложные гармоники.

Для сохранения безупречной производительности усилителя RF-инженеры полагаются на обходной конденсатор, который шунтирует RF-энергию на землю до достижения каскада усиления (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Обходной конденсатор в шунте к линии питания каскада усиления.

По-настоящему широкополосное фильтрующее решение необходимо, потому что MMIC, спроектированные для военных или оборонных применений, часто работают значительно выше 20 ГГц. Это требует тщательного выбора конденсатора, сохраняющего низкое импедансо по всему рабочему диапазону.

Большинство высокочастотных MMIC изготавливаются с использованием wire-bond процесса, а не поверхностного монтажа. Следовательно, обходной конденсатор должен быть wire-bondable, предлагать достаточную емкость на требуемом напряжении питания и помещаться в тесные пространственные ограничения корпуса MMIC.

Размещение не менее критично: конденсатор должен находиться на земляной плоскости максимально близко к MMIC-устройству. В зависимости от целевого диапазона, проектировщики обычно используют один или два микроволновых конденсатора. Типичная пара — 100 пФ Border Cap®, расположенный непосредственно рядом с MMIC, за которым следует 10 нФ V-серии конденсатор как вторая ступень (см. Рисунок 2).

Рисунок 2. Пример конфигураций: одиночный и двойной конденсатор.

Выбор правильного конденсатора, однако, не является чисто теоретическим упражнением. Плата должна быть протестирована в реальных условиях, оценивая импеданс устройства по всему диапазону частот интереса. На практике это означает измерение RF-изоляции конденсатора при шунтирующем монтаже на тестовой плате (см. Рисунок 3 и Рисунок 4).

Рисунок 3. Емкость в шунте к линии.

Рисунок 4. RF-изоляция конденсатора Knowles V-серии, измеренная в шунте.

Подводя итог, оптимальный обходной конденсатор для MMIC должен не только механически и электрически подходить, но и обеспечивать чистый, низкоимпедансный путь, устраняющий шум линии питания по всему рабочему спектру. Тщательное наборное тестирование и приверженность проверенным семействам компонентов, таким как Knowles Precision Devices Border Cap® и V-серия, помогают гарантировать надежную RF-производительность.

Рисунки и основное изображение: Knowles Capacitors