射頻控制電路-資料下載頁
2025-08-05 04:43本頁面
【正文】 要求。當(dāng)基于系統(tǒng)考慮時，我們還要考慮線性度，因為衰減器是 RF系統(tǒng)鏈路中的一部分，設(shè)計者必須確保元件具有足夠的線性度余量。衰減器線性度可采用類似于放大器線性度定義的方式來定義，即衰減器插入損耗增大 1dB時的工作點位 1dB壓縮點，這個參量通常定義在輸入端，而不像放大器是定義在輸出端。此外，一些商家也提供了基于兩載波測量的三階交調(diào)截點數(shù)據(jù)等。 37 167。 射頻衰減器 模擬衰減器 1. PIN二極管衰減器 ? 可變衰減器的一個重要特性是它的輸入阻抗保持不變，使得衰減器在整個工作范圍內(nèi)保持匹配。實現(xiàn)的方法之一是圖中所示的 型網(wǎng)絡(luò)。 ?電阻型 網(wǎng)絡(luò)作為 pin衰減器 39。AA 2R0Z為了匹配，網(wǎng)絡(luò)阻抗對 右側(cè)并聯(lián) 后 應(yīng)該等于 ，那就是： 0 2 A1 1 1Z R Z??12VV衰減比 可寫為： 1A2 2 0 2 0()VZV R Z R Z? ?消去 得： AZ2012 2 0RZVKV R Z????從而可得： 1011()2R Z K K??02 ( 1 )1ZKRK???38 167。 射頻衰減器 2. MESFET衰減器 ?onRoffR1C 2C1R2R MESFET可以直接成 T型或 型結(jié)構(gòu)，如圖（ a）和（ b）所示。對于 MESFET的衰減器，所用基本器件機理是用柵極電壓控制來改變零偏的 FET的低場電阻，此時 MESFET可以用 R和 C并聯(lián)組合模型來表示，如圖（ c）和（ d）所示，電阻 和 值是柵極電壓的函數(shù)。該電阻 R從 0偏值（ ）變到當(dāng)柵極電壓達(dá)到夾斷電壓時值（ ），而電容 和 值幾乎恒定。 ?采用 MESFET的 T型 [（ a）和（ c） ]和 型 [（ b）和（ d） ]衰減器網(wǎng)絡(luò)及等效電路 39 167。 射頻衰減器 用于限幅的各種現(xiàn)象 1. 整流 微波半導(dǎo)體二極管所顯示的三種現(xiàn)象可作限幅器。 IV? 這是在較低頻率最常用的限幅技術(shù)，如圖所示，基本電路（ a）采用了兩只整流二極管，（ b）為 關(guān)系，（ c）正弦波鉗位（當(dāng)輸入超過限幅門限時獲得）。 較低頻率時采用的限幅技術(shù) 40 167。 射頻衰減器 2. 電容隨電壓變 CV? 變?nèi)荻O管的結(jié)電容大小由電壓決定，且在微波頻率上的快速響應(yīng)足以表現(xiàn)其特性。如圖（ a）所示，如果兩只二極管極性相反的并聯(lián)安裝，得出 特性曲線表示在圖（ b）中。當(dāng)二極管用在并聯(lián)諧振電路時得到的反射系數(shù)，其變化為輸入功率的函數(shù)。同時在高功率時也出現(xiàn)整流現(xiàn)象并且產(chǎn)生附加限幅，這類限幅器的耐功率能力較低。 變?nèi)荻O管特性反向安裝及特性曲線 41 167。 射頻衰減器 3. RF電導(dǎo)調(diào)制 利用 PIN限幅二極管的射頻電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)來實現(xiàn)對輸入信號的衰減 ,即限幅器在輸入高功率信號時 ,具有較高的信號衰減；在低的輸入信號功率時 ,只有一個很小的插入損耗。 pin二極管正偏時，自由載流子濃度在本征區(qū)不完全均勻分布。因載波子壽命有限，就出現(xiàn)了圖（ a）所示形狀?，F(xiàn)在假設(shè)去掉直流偏置且用如圖（ b）中所示的短路線（直流回路）來代替，當(dāng)大量微波電流建立起來，產(chǎn)生的載流子濃度分布如圖（ c）所示。 PIN正偏的 I層載流子濃度 PIN二極管限幅電路 RF激勵時 I層載流子濃度 42 167。 射頻衰減器 PIN二極管限幅器 43 μm? τ利用 PIN二極管在正偏置下具有電導(dǎo)調(diào)制作用，即隨外加正偏流的增加， I層電阻迅速下降。用微波功率代替外加正偏置來開啟PIN二極管可達(dá)同樣效果，即隨微波功率的增加， I層電阻迅速下降。 PIN限幅器是利用輸人的微波信號大小作為自偏置達(dá)到限幅。研究表明，當(dāng)本征層寬度 W遠(yuǎn)小于載流子擴散長度 L（等于 ， 是微秒兩級平均載流子壽命）， PIN二極管本征區(qū)的電阻在微波電流驅(qū)動后正式給出： irfap112WRe k T IDf ??在室溫下二極管關(guān)系式簡化為： irf20WfRI?43 167。 射頻衰減器 微帶結(jié)構(gòu)限幅器 下圖（ a）所示為用兩只并聯(lián)安裝微帶線連接的二極管組成的實際限幅器電路。其中兩只二極管安裝在接地板上（在基板介質(zhì)材料沖孔后），柔性導(dǎo)線（或矩形板條）具有消除帶狀導(dǎo)體與二極管鏈接機械應(yīng)力作用。另外，通過選擇合適的引線長度和尺寸代替串聯(lián)電感，可構(gòu)成匹配的 T型網(wǎng)絡(luò)，從而可以調(diào)諧去掉由二極管電容引入相反的反射，等效電路如圖（ b）所示，其中電容 C代表反向偏置 PIN二極管。 微帶結(jié)構(gòu)限幅器 等效電路 44 本章小結(jié) 本章主要介紹了幾種主要的微波射頻控制電路。第一節(jié)介紹由二極管，三極管組成的射頻開關(guān)的原理、結(jié)構(gòu)、性能衡量指標(biāo)和性能改善方法及設(shè)計時應(yīng)該注意的問題等。第二節(jié)介紹射頻移相器。首先介紹了移相器的各種性能指標(biāo)，緊接著分析了幾種常見的移相器，說明了它們的移相原理，電路結(jié)構(gòu)，性能參數(shù)等。第三節(jié)介紹射頻衰減器。首先介紹了數(shù)字衰減器的設(shè)計方法，緊接著分析介紹了幾種常用的數(shù)字衰減器。然后介紹二極管和 MESFET模擬衰減器。最后一節(jié)講述射頻限幅器。首先介紹能使限幅成為可能的幾種現(xiàn)象，而后介紹了二極管限幅器和微帶限幅器的原理結(jié)構(gòu)、性能、電路組成等。
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