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微波开关利用PIN管在直流正、反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性,实现了控制微波信号通道转换作用。
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- 简介 0 j3 I/ Z+ |' l' g7 P
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+ G7 H# h9 D) D 简介
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- PIN二极管开关
* Y1 F2 K8 Y, w; M4 O0 ?微波开关利用PIN管在直流正、反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性,实现了控制微波信号通道转换作用。
0 Y I4 w' K, z" BPIN二极管的直流伏安特性和PN结二极管是一样的,但是在微波频段却有根本的差别。由于PIN二极管I层的总电荷主要由偏置电流产生,而不是由微波电流瞬时值产生的,所以其对微波信号只呈现一个线性电阻。此阻值由直流偏置决定,正偏时阻值小,接近于短路,反偏时阻值大,接近于开路。因此PIN二极管对微波信号不产生非线性整流作用,这是和一般二极管的根本区别,所以它很适合于做微波控制器件。# P, k- l* {6 u8 `3 V
主要参数说明
7 W3 d' V# V% B$ k5 H Z; y. |) w; L插入损耗与隔离度:# o& c i$ E& h. H7 A
PIN管实际上存在一定数值的电抗及损耗电阻,因此开关在导通时衰减不为零,称为正向插入损耗,开关在断开时其衰减也非无穷大,称为隔离度。二者是衡量开关优劣的主要指标,一般希望开关的插入损耗小,且隔离度大。
6 F9 S V# t, k' G7 b# s开关时间:/ `. {; y( {0 r, q$ T$ h8 x" D# @; w
由于电荷的存贮效应,PIN管从截止转变为导通状态,以及从导通状态转变为截止状态都需要一个过程,这个过程所需的时间为开关时间。脉冲控制信号用曲线a表示,受控微波脉冲包络用曲线b表示,“开通延时”为控制脉冲90%到受控微波脉冲包络10%所需时间;“开关开通时间”为受控微波脉冲包络从10%到90%所需时间,也叫“上升沿”;“关断延时”为控制脉冲的10%到受控微波脉冲包络的90%所需时间,“开关关断时间”为受控微波脉冲包络从90%到10%所需时间,也叫“下降沿“。一般来讲,“开通延时”及“关断延时”主要取决于驱动器电路,而“上升沿”和“下降沿”主要取决于PIN管和偏置电路的选择。
; }% n4 k$ l6 I2 Q, [承受功率(功率容量):' `; G1 @: l0 Y
在给定的工作条件下,微波开关能够承受的最大输入功率。它与PIN管功率容量、电路类型(串联或并联)、工作状态(连续波或脉冲)及散热条件等有关。一般地说,PIN开关的功率损坏机理有两种,一是电压击穿(常见于脉冲功率),另一种是热烧毁(常见于连续波)。
2 O9 Y) V" s! p; D电压驻波系数:% D1 t$ h% V( D2 d2 e1 W( h; g
电压驻波系数仅仅反映端口输入、输出匹配情况。端口电压驻波系数最小,开关的插损不一定最小;但插损最小的开关其电压驻波系数肯定小。
# ^2 @$ @% z; d2 S# s4 X视频泄漏:
1 q. ?! H7 B: m& C* q调制视频脉冲在射频主线上的直接泄漏,当视频脉冲的调制速度较高且载波频率较低时,泄漏视频的射频能量可能和调制载波混叠,无法用高通滤波器滤除,因而产生误码,所以视频泄漏越小越好。7 Y/ }" r1 E" B( h0 m4 S
谐波:7 l- J% k* S& p: A
PIN二极管也具有非线性,因而会产生谐波,PIN开关在宽带应用场合,谐波有可能落在使用频带内引起干扰。南京恒电公司可以为您提供优质的低谐波PIN开关。
6 R9 \. v) Z; G; G2 f. D分类与结构说明, U3 g, P! D1 w( F& y/ b1 t
反射与吸收式:
& u: ]2 j5 H" E' {, d/ v9 h" Y反射式开关是通过PIN二极管导通时把输入的微波信号反射回去而起到隔离作用的,因此在“开”状态下的驻波较好,而在“关” 状态下的驻波很差;吸收式开关则采用了负载吸收PIN二极管导通时的反射信号,从而改善了端口驻波,因此其“开”与“断”状态下的驻波都比较好。通常,反射式开关的承受功率要比吸收式开关大些。从工程应用的角度来讲,虽然其价格稍高,但是我们建议选用吸收式开关,因为在关断状态它可以降低系统的级间牵引。) @; w, }# y* w; |& a
控制方式:1 X' F: p1 W9 @3 n- v" I
开关采用TTL信号控制,“1”断“0”通或“1”通“0”断均可。可以与ECL兼容。! i O# Q0 `* V' R8 b
接头形式:
( I6 D& s- X/ g3 R2 V9 B接头主要为SMA系列,或可拆卸式。可拆卸式的开关去掉接头座后,为微带针型接口,可方便地与电路拼装,但此时要注意空间的信号串扰,以免降低系统的隔离度。
; V% H+ h S3 R, K9 l6 K' \: S, D脉冲调制器" Q8 j! N( u# p5 R
PIN脉冲调制器常用于对微波连续信号进行脉冲调制,广泛用于雷达、通讯等领域,其原理类同单刀单掷开关。调制器通常要求通断比大,开关速度快(尤其是调制的上升沿和下降沿要好,以保证波形不失真),调制器常采用PIN二极管并联形式实现。
& o1 }( G0 H5 I调制度:/ K6 Z" J% h" n1 C' r
调制器的最大衰减量与插入损耗之比。8 R4 N7 W: x1 o) O3 ^9 Z! q6 J
调制速度:; d, X* d5 ?) }* j
调制器输出的被调制射频脉冲相应于调制视频脉冲的延时,具体定义可参见PIN 开关中关于开关时间的说明。
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