射频电路的直流偏置电路/芯片Bias-Tee简单介绍

Bias-T(直流偏置器)是一种三端口网络器件，三个端口分别是射频端口RF、直流偏置端口DC和射频直流端口RF&DC。因为这3个端口经常以T的形状排列，所以被称为Bias-T。

Bias-T的DC端口由一个馈电电感组成，用于添加直流偏置，防止RF端口的交流信号泄露到供电系统，理想条件下，DC端不会对射频端信号造成任何影响;RF端口由一个隔直电容组成，用于输入射频信号，同时可以阻挡偏置端口的直流电压;RF&DC端口连接到设备，该设备可以同时看到直流偏置电压和射频信号。如果Bias-T内部器件选择超宽带、接近理想化、没有谐振点的高频电感和电容，那么当Bias-T用于设置某些电子元件的直流偏置点时，不会干扰其他元件。

对Bias-T来说，较为重要的指标是DC端偏置电压与电流;RF端与DC端隔离度;RF带宽、群时延、插入损耗和回波损耗等，接下来会分别讲解每个指标的含义。

 DC端偏置电流是从DC端输入，经过电感的电流，主要受到DC端口电感能承受电流最大值的限制。DC端偏置电流的值越大代表指标越好。当实际电流超过偏置电流的上限时，DC端口的电感处于电流饱和状态。Bias-T的性能在这种状态下会受到影响，器件可能会因电流过大而损坏，导致Bias-T无法正常工作。

  隔离度指的是电感阻止RF端口的射频信号流向DC端口的能力，单位通常用dB表示。理论上隔离度越大越好。如果某个Bias-T的隔离度指标较差，射频信号会泄露进入供电系统，对系统性能造成影响。如图1-2所示为RF端与DC端隔离度示意图，图中RF端口的输入信号功率是40dBm，当隔离度为10dB的时候，在DC端接收到的信号功率为30dBm，相当于1W，可能会对供电系统造成不可修复的损伤;当隔离度为40dBm的时候，在DC端接收到的信号功率为0dBm，相当于1mW，不会对供电系统造成干扰或损伤。

  RF带宽是上限3dB截止点和下限3dB截止点之间的频率范围，即Bias-T的通频带。3dB频率截止点是相对于通频带内平均功率衰减了3dB的点。RF的带宽越宽越好。如果信号频率范围超出了Bias-T的通频带，Bias-T通频带外的信号就会被大量衰减。

如上图所示为RF带宽示意图，从图中可知上限3dB截止点约为15GHz，下限3dB截止点约为7GHz，所以通频带从7GHz到15GHz。如果一个5GHz的信号输入该设备，信号将会被衰减15dB，如果一个10GHz的信号输入该设备，信号仅衰减1dB，即RF通频带内信号衰减少，通频带外信号大量衰减。可以得出，RF带宽越大，允许正常通过的信号频率范围越大。

下图为某Bias-T群时延测试图。

插损和回波损耗越小越好

Bias-T可以用于宽带放大器的馈电，是一项十分成熟的应用。输出端需要供电的放大器要求添加Bias-T，给放大器提供稳定的工作条件。

如上图所示需要偏置器的放大器电路示意图。图中，在放大器的输出端添加了Bias-T，用于输出端馈电。

当放大器需要添加Bias-T进行馈电的时候，重点关注Bias-T的某些指标：Bias-T通频带、RF端输入功率最大值、S21参数、S22参数、S11参数、上升下降时间和抖动等。