本應(yīng)用筆記介紹了在給定負(fù)載電阻下設(shè)計(jì)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的方法。提出的文檔也可以在所有Melexis發(fā)射機(jī)和收發(fā)器集成電路中使用。

幾乎所有低功率RF發(fā)射器IC都具有片上功率放大器級(jí)，其中輸出引腳為集電極開路或漏極開路。所有Melexis發(fā)射機(jī)的RF功率放大器級(jí)均采用雙極晶體管進(jìn)行設(shè)置，該晶體管提供了集電極開路。集電極輸出必須提供直流電壓以偏置晶體管級(jí)。這通常是通過電感器完成的?？梢酝ㄟ^并聯(lián)電容器將電感器調(diào)諧至工作頻率，或者將電感器設(shè)置為不影響輸出阻抗的較大值-稱為RF扼流圈。

過去，RF設(shè)計(jì)人員使用的S參數(shù)有時(shí)會(huì)對(duì)這種不確定的輸出阻抗方法產(chǎn)生問題。在某些情況下，如果提供了S參數(shù)，則S參數(shù)不是輸出設(shè)備的參數(shù)，而是設(shè)備應(yīng)看到的復(fù)共軛值，以傳遞最大輸出功率。器件本身的S參數(shù)不是很有用，因?yàn)檩敵黾?jí)等效電路本質(zhì)上是一個(gè)大電阻，同時(shí)引腳的電容很小，寄生電感也很小。假設(shè)電容約為2.5 pF，電阻為10kΩ。嘗試使該阻抗與負(fù)載匹配-通常在50到400Ω之間-由于設(shè)備會(huì)飽和，因此只能提供很少的輸出。

設(shè)計(jì)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的一種更有用的方法是考慮輸出電容，電源電壓，輸出級(jí)的飽和電壓和所需的功率輸出。為了避免輸出級(jí)飽和（這會(huì)增加諧波水平），可以假設(shè)Melexis TH720xx變送器的飽和電壓為1.2V。而TH122x收發(fā)器的飽和電壓為0.7 V是適用的。飽和電壓完全獨(dú)立于電源電壓。

峰值輸出電壓擺幅受電源電壓Vcc減去飽和電壓Vsat的限制。如果發(fā)射器使用3 V電源供電，則發(fā)射器的電壓可以為1.8 V，收發(fā)器的電壓為2.3V。

示例：如果我們假設(shè)所需的RF功率Po = 3.6 mW（8 dBm），是從TH70xx發(fā)送器獲得的，電源為3 V，Vsat = 1.2 V，則最佳負(fù)載電阻將為RL = 256Ω?？梢赃x擇稍小的負(fù)載電阻，以確保輸出級(jí)在電源電壓下降時(shí)不會(huì)飽和。

晶體管的輸出電容Cout通常為2-3 pF?？梢酝ㄟ^兩種方式來考慮：

為了與電感器和外部儲(chǔ)能電容器一起進(jìn)行簡單的諧振頻率調(diào)諧（在這種情況下，電感器可以由例如環(huán)形天線形成）。

包含在輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的電容器中

通常需要調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)以獲得最佳結(jié)果并補(bǔ)償電路板布局寄生效應(yīng)。

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