Выбор ВЧ-диодов и ВЧ-транзисторов для современного беспроводного мира

31 января 2018

интернет вещейInfineonстатьядискретные полупроводникисредства разработки и материалы

При организации беспроводных сетей не обойтись без высокочастотных дискретных полупроводниковых приборов. ВЧ ПИН-диоды, ВЧ-диоды Шоттки, ВЧ-транзисторы – широчайшую линейку этих изделий производит и предлагает на рынке компания Infineon.

В современном мире, где огромное число различных устройств постоянно находится «на связи», требуются надежные, высокопроизводительные, энергоэффективные беспроводные подключения. Высокочастотные (ВЧ) полупроводниковые приборы являются необходимыми компонентами, обеспечивающими эффективное функционирование мобильных и беспроводных телефонов, планшетов, игровых и цифровых телевизионных приставок. В области автомобилестроения радиочастотные устройства играют важную роль в различных встраиваемых системах – от контроля давления в шинах и дистанционного управления до навигационных и информационно-развлекательных систем.

Средства ВЧ-связи играют также ключевую роль в управлении мультикоптерами, обеспечивая их безопасную эксплуатацию. Основой успешного решения перечисленных выше задач является выбор наиболее подходящих компонентов для беспроводных устройств.

Дискретные ВЧ-диоды и транзисторы – основа беспроводной связи

Согласно прогнозам, к 2020 году к глобальной сети будет подключено свыше 50 миллиардов различных устройств. Трафик сети постоянно поддерживается на высоком уровне как за счет интерактивного общения людей по беспроводным сетям, так и автоматического обмена данными между устройствами Интернета вещей (IoT). С достижением скорости передачи данных 1 Гбит/с наблюдается стремительный рост объема передаваемых данных, обусловленный трансляцией видеофайлов и потоковой передачей данных.

По мере того как мы становимся более зависимыми от беспроводных сетей, возрастают требования к качеству и доступности услуг связи, поэтому устойчивость и надежность систем связи приобретают решающее значение. При объеме рынка в € 345 млн дискретные ВЧ п/п-приборы составляют основу надежных и устойчивых беспроводных сетей в сегментах потребительских товаров, автомобильной электроники, промышленного и телекоммуникационного оборудования (рисунок 1).

Рис. 1. Спектр применений высокочастотных п/п-приборов

К основным дискретным ВЧ п/п-приборам относятся PIN-диоды, диоды Шоттки и ВЧ-транзисторы. При выборе элементной базы разработчики руководствуются рядом критериев – чувствительностью системы, помехоустойчивостью, КПД и другими характеристиками. По мере уменьшения габаритных размеров беспроводных устройств ключевым фактором становится наличие высокоэффективных п/п-приборов, выполненных в различных типах корпусов, что позволяет разработчику разместить устройство в ограниченном объеме.

Другими важными критериями выбора компонентов являются их качество и надежность, что особенно важно для устройств, постоянно работающих в уличных условиях или при неблагоприятных внешних воздействиях, например, на промышленных предприятиях и в автомобильной технике.

PIN-диоды

Структура PIN-диодов подобна структуре обычных диодов, но отличается наличием внутреннего слоя нелегированного кремния между областями с p- и n-проводимостью. Внутренний слой увеличивает толщину изолирующей области и уменьшает емкость p-n-перехода, что дает существенные преимущества в радиочастотных коммутационных устройствах, особенно по сравнению с кремниевыми диодами.

PIN-диоды широко применяются в силовых и высоковольтных каскадах радиочастотных устройств. При смещении в прямом направлении PIN-диод представляет собой резистор, в обратном направлении – разомкнутую цепь, что позволяет использовать PIN-диоды в регулируемых аттенюаторах или коммутаторах. PIN-диоды применяются также в схемах защиты радиочастотных устройств. Коммутаторы на основе PIN-диодов применяются в мобильной радиосвязи (базовых станциях и носимых устройствах), сетях WLAN, цифровых телевизионных приставках и автомобильных мультимедийных системах.

Одной из основных характеристик PIN-диодов являются вносимые потери (RF), которые пропорциональны сопротивлению PIN-диода при его смещении в прямом направлении.

Параметр RF обычно задается в милливаттах для определенной величины прямого тока и, в идеале, должен иметь минимальную величину. Однако при уменьшении сопротивления RF увеличивается внутренняя емкость CT, являющаяся фактором, существенно влияющим на характеристики широкополосных коммутаторов на PIN-диодах. По этой причине величина RF выбирается на основе компромисса с учетом допустимой величины емкости CT. Существенными параметрами PIN-диодов являются также линейность, обеспечивающая целостность сигнала, и время переключения, что особенно важно для быстрой коммутации совмещенных приемопередающих антенн.

Вследствие ограниченных габаритов современных мобильных устройств разработчики отдают предпочтение производителям, предлагающим широкую номенклатуру корпусов, что позволяет разместить PIN-диод на ограниченной площади печатной платы. Дополнительное увеличение плотности упаковки можно получить, используя сборки из нескольких PIN-диодов в одном корпусе.

Диоды Шоттки

Диоды Шоттки характеризуются малым падением напряжения в прямом направлении (типичное значение составляет 0,2 В) и высокой скоростью переключения. Благодаря малому падению напряжения диоды Шоттки широко применяются как в силовой электронике, так и в радиочастотных устройствах, где их основным преимуществом по сравнению с диодами с p-n-переходом является высокая скорость переключения. Диоды Шоттки широко применяются в схемах детекторов, особенно в мобильных телефонах, устройствах сети WLAN и базовых станциях. Они применяются также в схемах смесителей цифровых телевизионных приставок и в аналогичных устройствах.

Диод Шоттки представляет собой полупроводник n-типа с нанесенным на него слоем металла и характеризуется низкой высотой потенциального барьера. Однако высокая напряженность электрического поля на краях металлизированной области приводит к появлению большого тока утечки и создает возможность пробоя. Для устранения данной проблемы по краю металлизированной области в слое полупроводника n-типа создается защитное кольцо с проводимостью p+, а также изолирующий слой диоксида кремния (рисунок 2).

Рис. 2. Структура диода Шоттки с защитным кольцом

Основной характеристикой диода Шоттки является обратный ток утечки, который пропорционален сопротивлению при смещении в прямом направлении (RF). Также важным параметром является КПД диодной схемы, особенно в портативных устройствах с батарейным питанием. Разработчикам необходимо обращать внимание и на искажение сигнала и линейность диода, чтобы обеспечить точное воспроизведение сигналов.

ВЧ-транзисторы

Биполярные транзисторы с гетеропереходом (HBT) обладают параметрами, которые делают их идеальными для применения в одно- и двухполосных малошумящих ВЧ-усилителях (МШУ). Транзисторы HBT классифицируются как низкочастотные (до 5 ГГц) и среднечастотные (до 14 ГГц).

МШУ и, соответственно, ВЧ-транзисторы широко применяются в различных типах радиочастотных устройств – системах спутниковой связи, навигационном оборудовании, устройствах мобильной и стационарной радиосвязи (например, WiMAX) и сетях Wi-Fi. Они являются также основными компонентами систем дистанционного управления мультикоптерами.

ВЧ-транзисторы характеризуются набором параметров, важнейшим из которых является коэффициент усиления сигнала (Gmax).

Важной характеристикой, особенно в устройствах с батарейным питанием, является также КПД.

Другим существенным параметром МШУ является коэффициент шума (NF), который показывает ухудшение отношения «сигнал/шум» (SNR) реального усилителя по сравнению с идеальным усилителем без вносимых потерь и шума. Коэффициент NF численно равен отношению значения «сигнал/шум» на входе усилителя к значению «сигнал/шум» на его выходе.

Важное влияние на возможность применения транзисторов в конкретных приложениях оказывает технология их изготовления. Например, транзисторы на основе сплава кремния и германия (SiGe) превосходят арсенид-галлиевые транзисторы по ряду параметров, в том числе – имеют более высокий КПД за счет меньшего напряжения «коллектор-эмиттер» VCE и, как правило, меньший коэффициент шума. Биполярные транзисторы на основе SiGe:C (кремний-германий-карбид) так же, как и транзисторы SiGe, имеют отличные шумовые характеристики и высокую линейность, однако позволяют дополнительно встраивать защиту от электростатического разряда (ЭСР) в структуру транзистора, значительно увеличивая тем самым его надежность.

Современный технический уровень ВЧ п/п-приборов

Разработки компании Infineon в области беспроводной связи с поддержкой различных протоколов являются удачным примером развития технологий производства ВЧ п/п-приборов за последние несколько лет. Например, PIN-диод BA592 обеспечивает вносимые потери (RF) 360 мВт, а в PIN-диоде BAR63 внутренняя емкость (CT) снижена до 0,23 пФ. Для устройств с ограниченными габаритами имеется вариант сборки из четырех PIN-диодов BAR90 в сверхминиатюрном корпусе TSSLP8. Характеристики PIN-диодов производства компании Infineon делают их идеальным решением для антенных коммутаторов, а соответствие требованиям стандарта AEC позволяет использовать их в автомобилестроении.

Компания Infineon производит сборки диодов Шоттки с различными вариантами корпусирования, включая схемы с общим анодом и общим катодом, а также конфигурации с последовательным и параллельным включением. Серия BAT15 включает в себя различные конфигурации, в том числе – сдвоенные и счетверенные варианты размещения в корпусе, что, при внутренней емкости 0,26 пФ, делает их идеальным выбором для схем смесителей. Минимальную емкость CT 0,21 пФ обеспечивает диод Шоттки BAT24, что позволяет использовать его в радиолокационных системах на частотах до 24 ГГц.

Линейка ВЧ-транзисторов производства Infineon (в настоящее время – восьмое поколение транзисторов) обеспечивает малый уровень шума и высокую линейность характеристики (рисунок 3).

Рис. 3. Линейка ВЧ-транзисторов Infineon

К основным характеристикам ВЧ-транзисторов восьмого поколения относятся высокая рабочая частота (до 80 ГГц) и малая потребляемая мощность, достигнутая благодаря возможности работы при напряжении питания до 1,2 В.

Биполярные транзисторы с гетеропереходом серии BFx84x являются лучшими п/п-приборами в классе дискретных ВЧ МШУ (рисунок 4) по сравнению с транзисторами седьмого поколения и лучшими аналогами, представленными на рынке. Благодаря особой геометрии в транзисторах серии BFx84x достигнуты коэффициент шума 0,85 дБ на частоте 5,5 ГГц и усиление до 23 дБ, что является лучшим на сегодняшний день набором параметров среди аналогов, представленных на рынке. Как и другие серии ВЧ-транзисторов производства компании Infineon, выполненные по технологии SiGe, транзисторы серии BFx84x содержат встроенную защиту от ЭСР до 1,5 кВ (Human Body Model).

Рис. 4. ВЧ-транзисторы восьмого поколения Infineon обеспечивают наибольшее усиление (а) и наименьший коэффициент шума (б)

•••

Вч диоды в категории «Электрооборудование»

Диод ВЧ 2-канала Avago HSMP-3822-BLKG SOT23

Под заказ

Доставка по Украине

356.31 грн

Купить

Диод ВЧ-200 с радиатором

Доставка из г. Одесса

280 грн

Купить

Одесса

Диод ВЧ-200 -4-0,56 ( с радиатором)

Доставка по Украине

220 грн

Купить

Диод HSMS-8207-TR1 Диод Шоттки SOT143 четыре диода (круг. схема) U=4V I=0,1A F<10-14GHz Ctot=0,26 pF

Доставка из г. Киев

105 грн

Купить

Диод BAP64-02 PIN Diode SOD-523 RF up to 3GHz, Vr=175 Vdc, If=100 mA, Ls=0,6 nH

Доставка из г. Киев

Купить

Диод BAP64-04,215 PIN Diode (two series) SOT-23 RF up to 3GHz, Vr=175 Vdc, If=100 mA, Ls=1,4 nH

Доставка из г. Киев

12 грн

Купить

Диод BAT15-099RE6327 RF Диод Шоттки SOT143 crossover ring quad U=4V I=0,11A F<=12 GHz

Доставка из г. Киев

30 грн

Купить

Диод CLA4603-085LF PIN- Диод ограничительный 0,01-6 GHz, корп. QFN (2x2x0,9мм), Vr=45 V, Pd=30 W (1mks),

Доставка из г. Киев

165 грн

Купить

Диод Д408, Д408П, Д408ПР

Доставка по Украине

39 грн

Купить

Диод CLA4606-000 PIN- Диод SiliconLimiterDiodeChip, 45-75V, 0.2pF, 2ohm

Доставка из г. Киев

185 грн

Купить

Диод CLA4608-000 PIN- Диод U=120-180V

Доставка из г. Киев

377 грн

Купить

Диод HSMP-3814-BLKG PIN- Диод SOT-23 (сборка — два Диода с общ. катодом) Ubr=100 V, Rtot=3 Ohm, Ctot=0,35 pF

Доставка из г. Киев

81 грн

Купить

Диод HSMP-381F-BLKG PIN- Диод SOT-323 (сборка — два Диода с общ. катодом)

Доставка из г. Киев

33 грн

Купить

Диод HSMP-3824-BLKG PIN- Диод SOT-23 (сборка — два Диода с общ. катодом) Ubr=50 V, Rs=0,6 Ohm, Ctot=0,8 pF

Доставка из г. Киев

22 грн

Купить

Диод HSMP-3862-BLKG PIN- Диод SOT-23 U=50 V; I=1 A

Доставка из г. Киев

36 грн

Купить

Диод HSMP-386B-TR1 PIN- Диод SOT-323 U=50 V; I=1 A, Ct=0,2 pF

Доставка из г. Киев

26 грн

Купить

Диод HSMP-3892-TR1G PIN- Диод SOT-23 (сборка послед. вкл.) U=100 V; I=1 A; F=500 MHz — 3 GHz

Доставка из г. Киев

56 грн

Купить

Диод HSMP-3893-TR1 PIN- Диод SOT-23 (сборка с общ. анодом) U=100 V; I=1 A; F=500 MHz — 3 GHz

Доставка из г. Киев

41 грн

Купить

Диод HSMP-4890-TR1 PIN- Диод SOT-23 (сдвоенный анод) U=100 V; I=1 A; F=500 MHz — 3 GHz Low Inductance

Доставка из г. Киев

26 грн

Купить

Диод HSMS-2700-BLKG Диод Шоттки SOT23 Vbr=15 V, Ct=6,7 pF, Rs=0,65 Ohm, Ifmax=0,35 A

Доставка из г. Киев

27 грн

Купить

Диод HSMS-2812-TR1G Диод Шоттки SOT23 два последов. включенных Диода

Доставка из г. Киев

33 грн

Купить

Диод HSMS-2822-TR1G Диод Шоттки SOT23 RF mixer/detector diode два последов. вкл. Диода U=15V Rd=12Ohm

Доставка из г. Киев

44 грн

Купить

Диод HSMS-2825-BLKG Диод Шоттки SOT143 RF mixer/detector diode два несоед. Диода U=15V Rd=12Ohm

Доставка из г. Киев

37 грн

Купить

Диод HSMS-285Y-BLKG Диод Шоттки Zero Bias SOD-523 RF detector diode Fmax=1,5 GHz Ur=2 V, Vf=150…250 mV,

Доставка из г. Киев

26 грн

Купить

Диод HSMS-2865-TR1G Диод Шоттки SOT143 2 not connected diode U=0,3V; up to 35 mV/mkW at 2,45 GHz

Доставка из г. Киев

48 грн

Купить

Диод HSMS-286C-BLKG Диод Шоттки SOT323 два послед. вкл. U=0,3V; up to 35 mV/mkW at 2,45 GHz

Доставка из г. Киев

74 грн

Купить

Диод MA4AGBLP912 PIN Diode ALGaAs beam lead, F > 110 GHz

Доставка из г. Киев

259 грн

Купить

Диод MA4E2054A1-287T Диод Шоттки SOT-23 X-band Vb=3,0 V Ct=0,3 pF RoHS Compliant

Доставка из г. Киев

27 грн

Купить

Диод MA4FCP305 PIN Diode Flip Chip F=0,1-24 GHz, If=100 mA, Vr=-40 V, Rs=2,1 Ohm, Ctot=0,05 pF @ 1GHz

Доставка из г. Киев

278 грн

Купить

RF Диоды — всеRF

Выберите категорию для просмотра продуктов и компаний

ВЧ-диоды

Что такое радиочастотные диоды?

Радиочастотные диоды представляют собой полупроводниковые устройства с двумя выводами, которые пропускают ток в одном направлении и ограничивают его в противоположном направлении. Они широко используются в радиочастотных (РЧ) приложениях, таких как ТВ-тюнеры УКВ, перестраиваемые фильтры, FM-радио, настройка LC-резонансных цепей на микроволновую частоту, защита РЧ-приемников, фазовращатели, генераторы управления напряжением (ГУН) и т. д.

РЧ-диоды можно разделить на следующие широкие категории:

• Ограничительный диод: Ограничительный диод защищает РЧ-приемник от присутствия сильного входного РЧ-сигнала.
• PIN-диод: PIN-диод имеет быстрое время отклика и может обрабатывать более слабые сигналы по сравнению с обычным диодом с PN-переходом. Он идеально подходит для использования в аттенюаторах, фотодетекторах, ВЧ-переключателях и других приложениях.
• Диод Шоттки: Диод Шоттки идеально подходит для устройств с быстрым переключением и используется в импульсных регуляторах, модуляторах, смесителях, высокочастотных детекторах, схемах ограничения и фиксации, компьютерных стробах и других приложениях.
• Варакторный диод: Варакторный диод идеально подходит для приложений, требующих переменной емкости.
• Стабилитрон: Стабилитрон — это сильно легированный диод, который обычно используется в условиях обратного смещения. В условиях обратного смещения напряжение на этом диоде остается постоянным, хотя обратный ток через диод увеличивается. Следовательно, напряжение на диоде служит опорным напряжением. Диод Зенера идеально подходит для приложений регулирования напряжения.

все RF перечисляет RF диоды от ведущих производителей. Используйте инструменты параметрического поиска, чтобы сузить круг продуктов, отвечающих вашим требованиям. Как только вы найдете детали, соответствующие вашим спецификациям, загрузите лист технических данных, сравните продукты и запросите расценки. Запросы, отправленные через все страны РФ, направляются производителям, которые свяжутся с вами с предложением или информацией.

Объявление

Просматривать

670 Просмотр нет . ./

Понимание, эксплуатация и взаимодействие со встроенными радиочастотными детекторами на основе диодов

к Эймон Нэш Скачать PDF

Из-за их фундаментальной выпрямительной характеристики диоды использовались для создания постоянного напряжения, пропорционального уровню переменного и радиочастотного сигналов, с тех пор, как существуют диоды. В этой статье мы сравним характеристики радиочастотных и микроволновых преобразователей на основе диодов с аналогами на основе интегральных схем. Рассматриваемые темы будут включать линейность передаточной функции, температурную стабильность и интерфейс АЦП.

Дискретные радиочастотные детекторы на основе диодов

На рис. 1 показана схема популярной схемы обнаружения радиочастот на основе диодов. Это можно представить как простой однополупериодный выпрямитель с выходной фильтрацией. Положительные полупериоды входного сигнала смещают вперед диод Шоттки, который, в свою очередь, заряжает конденсатор. В отрицательный полупериод диод смещается в обратном направлении, вызывая удерживание напряжения на конденсаторе и создавая на выходе постоянный ток, пропорциональный входному сигналу. Чтобы позволить этому напряжению падать, когда входной сигнал уменьшается или отключается, резистор, параллельный конденсатору, обеспечивает путь разряда.

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/integrated-diode-based-rf-detectors/figure1.png?la=en ?w=435 ‘ alt=’figure1’>

Рис. 1. Радиочастотный детектор на основе диода Шоттки.

На рис. 2 показана передаточная функция этой схемы. Входная мощность масштабируется в дБ, а выходное напряжение — в логарифмическом вертикальном масштабе. Глядя на передаточную функцию при 25°C, можно увидеть две отдельные рабочие области на кривой. Так называемая линейная область простирается от верхнего края входного диапазона (приблизительно 15 дБм) до примерно 0 дБм. Этот термин, линейная область, получил свое название от того факта, что выходное напряжение в этой области примерно пропорционально входному напряжению.

Рис. 2. Передаточная функция ВЧ-детектора на основе диода Шоттки.

Ниже 0 дБм начинается так называемая область квадратичного закона. В этой области выходное напряжение примерно пропорционально квадрату входного напряжения. Это приводит к более высокому уклону на участке.

На рис. 2 также показана передаточная функция выходного напряжения и входной мощности схемы при температуре от –40°C до +85°C. Это показывает значительное отклонение при уровнях мощности ниже 0 дБм. Это делает устройство непригодным для использования в приложениях, где температура сильно варьируется.

Существуют методы, которые можно использовать для смягчения этого температурного дрейфа. Они предполагают введение второго эталонного диода либо как часть схемы, либо как отдельную схему с собственным выходом. Температурный дрейф опорного диода совпадает с дрейфом основного диода. С помощью процесса вычитания (либо в аналоговой области, либо в цифровой области на основе структуры схемы) может быть достигнута некоторая степень подавления дрейфа.

На рис. 3 показана передаточная функция ADL6010 на частоте 25 ГГц, встроенного детектора на основе диода Шоттки, который имеет ряд новых функций. В рамках обработки сигнала входной сигнал проходит через схему, которая выполняет функцию извлечения квадратного корня только для сигналов ниже определенного уровня мощности. Точка перехода намеренно устанавливается равной уровню мощности, при котором диод переходит из области квадратичного закона в линейную область. В результате этого квадратичный эффект диода нивелируется, и нет никаких признаков двухзонной передаточной функции, которая так очевидна на рис. 1.9.0005

Рис. 3. Зависимость выходного напряжения от входной мощности и ошибки линейности интегрированного детектора на диоде Шоттки на частоте 25 ГГц.

На рис. 3 также представлены графики передаточной функции при различных температурах от –55°C до +125°C. На график также нанесено изменение передаточной функции в зависимости от температуры. Используя линейную регрессию передаточной функции при 25°C в качестве эталона, ошибка при каждой температуре отображается в дБ. Благодаря встроенной схеме температурной компенсации и схеме устранения квадратичного закона мы видим ошибки из-за линейности и температурного дрейфа приблизительно ±0,5 дБ в большей части входного диапазона.

Интерфейс АЦП

В то время как ВЧ- и СВЧ-детекторы иногда используются в аналоговых контурах управления мощностью1, более распространено построение цифрового контура управления мощностью, как показано на рис. 4. В этих приложениях выходной сигнал детектора мощности оцифровывается с помощью -цифровой преобразователь. В цифровом домене уровень мощности рассчитывается с использованием кода АЦП. Как только уровень мощности станет известен, система при необходимости отрегулирует передаваемую мощность.

Рис. 4. Типичный контур управления ВЧ-мощностью с цифровым управлением.

Хотя время отклика этого контура будет в небольшой степени зависеть от времени отклика детектора, частота дискретизации АЦП и скорость алгоритма управления мощностью будут иметь гораздо большее влияние.

На способность контура измерять и точно устанавливать уровень РЧ-мощности влияет ряд факторов, включая передаточную функцию РЧ-детектора и разрешение АЦП. Чтобы лучше понять это, давайте подробнее рассмотрим отклик детектора. На рис. 5 сравнивается отклик детектора на основе диода ADL6010 на частоте 20 ГГц с откликом микроволнового логарифмического усилителя HMC109.4. Логарифмический усилитель имеет передаточную функцию, которая является линейной в дБ, где изменение входной мощности на 1 дБ всегда приводит к такому же изменению напряжения на выходе (в линейном диапазоне входного сигнала приблизительно от –50 дБмВт до 0 дБмВт). . В отличие от этого детектор на основе диодов, такой как ADL6010, имеет передаточную функцию, которая выглядит экспоненциальной, когда шкала дБ используется на горизонтальной оси, а линейная вертикальная ось используется для выходного напряжения.

Рис. 5. Сравнение линейных характеристик в дБ.

Поскольку аналого-цифровые преобразователи имеют передаточную функцию, масштабируемую в битах/напряжении, это означает, что разрешение системы в единицах дБ на бит постоянно уменьшается с уменьшением входной мощности. График на рис. 5 также показывает разрешение в битах на дБ, которого можно было бы достичь, если бы ADL6010 управлял 12-разрядным АЦП с полным диапазоном напряжения 5 В (для простоты этот график отмасштабирован по вторичной логарифмической оси). просмотра). В нижней части диапазона мощности устройства, около –25 дБм, крутизна приращения будет составлять примерно 2 бита на дБ, что дает разрешение примерно 0,5 дБ/бит. Это говорит о том, что 12-разрядного АЦП достаточно для точного разрешения выходного сигнала ADL6010 во всем его диапазоне.

По мере увеличения входной РЧ-мощности крутизна приращения в бит/дБ неуклонно увеличивается до максимума приблизительно 300 бит/дБ при максимальной входной мощности 15 дБм. Это ценно в приложениях управления ВЧ-мощностью, где точность наиболее важна, когда система работает на максимальной мощности. Это очень типичный сценарий в приложениях, где ВЧ-детекторы используются для измерения и управления мощностью усилителя высокой мощности (HPA). В приложениях, где мощность часто контролируется для предотвращения перегрева HPA, измерение мощности с высоким разрешением при максимальной мощности имеет большое значение.

Напротив, передаточная функция логарифмического усилителя HMC1094 на рис. 5 также показывает, что она имеет постоянный наклон во всем линейном рабочем диапазоне. Это говорит о том, что АЦП с более низким разрешением (10-разрядный или, возможно, даже 8-разрядный) будет достаточным для достижения разрешения значительно ниже 1 дБ.

На рис. 6 показана прикладная схема, в которой ADL6010 подключен к AD7091, 12-разрядному прецизионному АЦП, который может выполнять выборку со скоростью до 1 MSPS. АЦП имеет внутренний источник опорного напряжения 2,5 В, который устанавливает максимальное входное напряжение. Поскольку детектор ADL6010 может достигать максимального напряжения примерно 4,25 В, для уменьшения этого напряжения используется простой резисторный делитель, чтобы оно никогда не превышало 2,5 В. Это масштабирование может быть реализовано без необходимости использования буфера на операционном усилителе. Достижимое разрешение в дБ на бит в нижней части диапазона входной мощности аналогично приведенному выше примеру (то есть приблизительно 0,5 дБ на бит). ²

Рис. 6. Взаимодействие встроенного детектора мощности СВЧ с прецизионным АЦП.

Выводы

Интегрированные радиочастотные и микроволновые детекторы

предлагают ряд преимуществ по сравнению с дискретными реализациями. Встроенная схема температурной компенсации обеспечивает готовое выходное напряжение, стабильное в пределах ±0,5 дБ в широком диапазоне температур. Использование внутренней функции извлечения квадратного корня эффективно устраняет квадратичную характеристику при низких уровнях входной мощности. В результате получается одна линейная передаточная функция, что упрощает калибровку устройства. Буферизованный выход встроенного детектора может напрямую управлять АЦП, не опасаясь, что загрузка повлияет на точность вычислений. Необходимо соблюдать осторожность при выборе и расчете параметров АЦП, чтобы обеспечить адекватное количество бит/дБ при низкой входной мощности.