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11-2013

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HF-Praxis 11/2013

Applikationen Bild 4:

Applikationen Bild 4: Kapazität in Parallel- und Serienschaltung Bild 5: Einfluss der parasitären Kapazität auf das Serienverhalten Bild 6: Scheinbare Kapazität in Shunt-Konfiguration Um das Verhalten einer praktischen Implementation des DTC adäquat darzustellen, muss die gesamte parasitäre Kapazität (die sich aus den parasitären Schaltungs- und Gehäusekapazitäten ergibt) vom HF-Port zu Ground (Cp) ausreichend berücksichtigt werden. So erscheint der DTC als ein Netzwerk mit drei Anschlüssen und hat eine Kapazität zwischen jedem HF-Port und zwischen jedem Hf-Port und GND. Die effektive Kapazität, die der DTC gegenüber einer Schaltung bildet, hängt von seiner Konfiguration ab (seriell oder parallel). In der Serien-Konfiguration ist die DTC-Abstimmkapazität Cs zwischen den RF+ und RF-Ports zu sehen. In diesem Fall wird Cs als Serien-Kapazität bezeichnet. Da die parasitäre Shunt-Kapazität Cp nach Masse verbunden ist, beeinflusst sie zwar die Kapazität zwischen RF+ und RF- nicht, muss aber trotzdem berücksichtigt werden, wenn die endgültige Schaltung für die Applikation ausgelegt wird. In der Shunt- Konfiguration wird RF- gewöhnlich geerdet und RF+ mit dem Signal verbunden. Die Gehäuse- Induktivität Ls am RF-Eingang schließt das parasitäre Parallel- Netzwerk an der RF-Seite der Schaltung effektiv kurz. Cp und Cs liegen dann parallel. Daher ist in der Shuntanordnung die 24 hf-praxis 11/2013

Applikationen Bild 7: Einflüsse der parasitären Induktivität auf die Eigenresonanzfrequenz (SRF) Bild 8: Abhängigkeit von Cs und Rs vom Abstimmzustand Bild 9: Der Qualitätsfaktor der parasitären Shunt-Komponenten Gesamtkapazität C = (Cs+Cp) höher als die Kapazität, die zwischen RF+ und RF-Port zu sehen ist, wie Bild 4 zeigt. Da Cp den Shunt-Leitwert repräsentiert, erscheint der DTC nicht länger als eine einfache Reaktanz in Serie zwischen den HF- Ports, sondern vielmehr als ein Impedanz-Transformator. Daher weichen die Werte von S11 und S21 der tatsächlichen Schaltung in der Serienkonfiguration von einer idealen Serien–Reaktanz ab, wie Bild 5 zeigt. Zusätzlich zu den parasitären Kapazitäten ist eine parasitäre Induktivität Ls (entsprechend den parasitären Komponenten des Gehäuses und der Schaltung) im DTC vorhanden. Diese Induktivität bewirkt, dass die scheinbare Kapazität des DTC in Richtung zu höheren Frequenzen zunimmt. Dies ist der Grund dafür, dass auch das scheinbare Abstimmverhältnis in Richtung höherer Frequenzen ansteigt, wie Bild 6 zeigt. Bei der Eigenresonanz SRF hebt die parasitäre Induktivität die kapazitive Reaktanz genau auf, und die Kapazität wird 0. Oberhalb der SRF erscheint der DTC induktiv, bzw. hat eine negative Kapazität. Die Eigenresonanz ist abhängig davon, auf wel- hf-praxis 11/2013 25

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel