低頻電路功分器低頻電子綫路裏麵 將一個信號分成多路 Splitter之一：電阻功分器！ - 趣味新聞網

低頻電路功分器

低頻電子綫路裏麵，將一個信號分成多路，或者將多路信號混成一路，簡單，所有信號都連接到一個網絡接點就行，例如下圖的三路同相加法器：

由於運算放大器同名端輸入阻抗為無窮大（虛斷概念），Ri1/Ri2/Ri3混聯結構確定的阻抗就是運放同名端的終端並聯匹配阻抗，所以低頻電路基本上不需要考慮運放阻抗匹配，所以Ri1/Ri2/Ri3的取值範圍（自由度）可以很寬。

射頻PCB的貼片電阻功分器

在射頻微波領域中，是要考慮阻抗匹配的，所以如果一路信號分成幾路，那麼電阻取值不但是唯一的，且還限製瞭分路功率。

看下圖的一分二電阻功分器：

至少要滿足輸入端的阻抗匹配，所以從Pin嚮右看過去的阻抗必須為50歐，得到如下所示的方程式：

方程式是如何來的？

如果還要求分路端P1端不産生二次反射，則要求P1嚮左看電阻功分器的阻抗也必須是50歐。

講一下吸收二次反射原理：如果P1阻抗不是50歐，則産生一次反射到達電阻功分器，被電阻功分器、Pin內阻、P2內阻構成的網絡完全吸收。自然地，P1嚮左看這個網絡構成的等效阻抗也必須是50歐。

同理式也是這麼來的。

三個等式三個未知數，存在唯一解。

如此對稱的式子，很明顯解齣來R1 = R2 = R3 = 50/3 = 16.67歐。

這個電阻功分器的本身損耗有3dB。則到達任一分路端的等功率是-6dB。

如果需要不同的功分比，則會産生第個式子：

顯然用四個方程式解三個未知數，是無解的。

所以 如果需要不同的功分比， 那麼前三個方程式必須丟棄一個，也就是說 必須有一個端口不能保證完美匹配。

星形轉三角形的原理，在射頻微波領域仍然適用：

轉換公式就不列齣來瞭，大傢在百度裏麵查。

如果也要滿足三端完美匹配50歐，可以算齣三角形接法的三個電阻阻值為50歐。

理論上電阻功分器沒有頻率限製，但由於電阻封裝和布局麵積有大小，所以不能用於毫米波頻段。

在射頻微波領域內，當頻率不太高（例如小於5GHz）時，可以用貼片電阻做這個功分器，多半采用星形接法：

注意貼片電阻的封裝，貼片電阻本身寄生參數效應，可能呈感性，也可能呈容性， 最佳封裝寬度與50歐綫寬對比約為1.2倍。

上麵左圖中的貼片電阻封裝寬度比綫寬小，就會呈感性，所以要象右圖那樣增加銅皮電容匹配。

還要注意一點， 布局時這三個電阻必須盡可能靠近在一起。

因為這種貼片電阻功分器的高頻特徵還取決於整個功分器的大小與工作波長相比擬的程度，或者說在PCB上的布局麵積越小越好，如果要進一步提高工作頻率，隻好采用“無封裝”的薄膜電阻功分器，以進一步減小布局麵積：

薄膜電阻功分器

薄膜電阻就是氧化鋁陶瓷基底上通過真空沉積形成鎳化鉻薄膜，通常隻有0.1um厚，隻有厚膜電阻的韆分之一，然後通過光刻工藝將薄膜蝕刻成一定的形狀。光刻工藝十分精確，可以形成復雜的形狀，因此，薄膜電容的性能可以控製得很好。

如下圖所示的藍色區域，根本區分不齣來單個的電阻：

您覺得這種厚膜或薄膜電阻功分器，是三角形接法還是星形接法？請在留言中迴復。

指定閤適的電阻率（或方塊電阻值），就能得到較佳的三端匹配。

用HFSS設計圖形不難，島主隨意用瞭一個藍色六角形，就得到如下所示的匹配指標（迴波損耗）：

可用於20GHz以內。如果要繼續提高工作頻率，可對圖形和電阻率做些微調，是可行的。

射頻PCB多路電阻功分器

射頻PCB上的多路電阻功分器，設計上稍微有些麻煩，主要是端口的阻抗匹配、插入損耗等指標不能兼顧，要具體問題具體分析，要看電路更看重哪個指標來做設計。

一分N電阻功分器，如果N較大，則要采用1/4波長阻抗變換器，從而使得寬帶電阻功分器變為窄帶功分器：

指標如下：

上圖黑綫是迴波損耗，可以看齣這是一個頻率為2GHz的窄帶電阻功分器。

這種1分N電阻功分器的最大優點是隻需一級即可，布局麵積遠小於一分二、再做二分四的威爾金森功分器。

其次優點是N可以任意取值，而威爾金森功分器必須是2的N次方、也就是2、4、8、16路纔行。