射頻電路的直流偏置電路/芯片Bias-Tee簡單介紹

Bias-T(直流偏置器)是一種三端口網絡器件，三個端口分別是射頻端口RF、直流偏置端口DC和射頻直流端口RF&DC。因為這3個端口經常以T的形狀排列，所以被稱為Bias-T。

Bias-T的DC端口由一個饋電電感組成，用于添加直流偏置，防止RF端口的交流信號泄露到供電系統，理想條件下，DC端不會對射頻端信號造成任何影響;RF端口由一個隔直電容組成，用于輸入射頻信號，同時可以阻擋偏置端口的直流電壓;RF&DC端口連接到設備，該設備可以同時看到直流偏置電壓和射頻信號。如果Bias-T內部器件選擇超寬帶、接近理想化、沒有諧振點的高頻電感和電容，那么當Bias-T用于設置某些電子元件的直流偏置點時，不會干擾其他元件。

對Bias-T來說，較為重要的指標是DC端偏置電壓與電流;RF端與DC端隔離度;RF帶寬、群時延、插入損耗和回波損耗等，接下來會分別講解每個指標的含義。

?DC端偏置電流是從DC端輸入，經過電感的電流，主要受到DC端口電感能承受電流最大值的限制。DC端偏置電流的值越大代表指標越好。當實際電流超過偏置電流的上限時，DC端口的電感處于電流飽和狀態。Bias-T的性能在這種狀態下會受到影響，器件可能會因電流過大而損壞，導致Bias-T無法正常工作。

??隔離度指的是電感阻止RF端口的射頻信號流向DC端口的能力，單位通常用dB表示。理論上隔離度越大越好。如果某個Bias-T的隔離度指標較差，射頻信號會泄露進入供電系統，對系統性能造成影響。如圖1-2所示為RF端與DC端隔離度示意圖，圖中RF端口的輸入信號功率是40dBm，當隔離度為10dB的時候，在DC端接收到的信號功率為30dBm，相當于1W，可能會對供電系統造成不可修復的損傷;當隔離度為40dBm的時候，在DC端接收到的信號功率為0dBm，相當于1mW，不會對供電系統造成干擾或損傷。

??RF帶寬是上限3dB截止點和下限3dB截止點之間的頻率范圍，即Bias-T的通頻帶。3dB頻率截止點是相對于通頻帶內平均功率衰減了3dB的點。RF的帶寬越寬越好。如果信號頻率范圍超出了Bias-T的通頻帶，Bias-T通頻帶外的信號就會被大量衰減。

如上圖所示為RF帶寬示意圖，從圖中可知上限3dB截止點約為15GHz，下限3dB截止點約為7GHz，所以通頻帶從7GHz到15GHz。如果一個5GHz的信號輸入該設備，信號將會被衰減15dB，如果一個10GHz的信號輸入該設備，信號僅衰減1dB，即RF通頻帶內信號衰減少，通頻帶外信號大量衰減。可以得出，RF帶寬越大，允許正常通過的信號頻率范圍越大。

下圖為某Bias-T群時延測試圖。

插損和回波損耗越小越好

Bias-T可以用于寬帶放大器的饋電，是一項十分成熟的應用。輸出端需要供電的放大器要求添加Bias-T，給放大器提供穩定的工作條件。

如上圖所示需要偏置器的放大器電路示意圖。圖中，在放大器的輸出端添加了Bias-T，用于輸出端饋電。

當放大器需要添加Bias-T進行饋電的時候，重點關注Bias-T的某些指標：Bias-T通頻帶、RF端輸入功率最大值、S21參數、S22參數、S11參數、上升下降時間和抖動等。