|
背景:射频增益模块(如功率放大器、低噪声放大器等,统称为增益模块)一般可用于RF、IF或LO信号路径,能够提供良好的增益平坦度和回波损耗。在不同温度条件下,其增益会出现变化,导致无法满足客户对稳定射频信号输出的要求。此外,由于不同方案使用不同的芯片模块和线路设计,其增益变化量也各不相同。 温度补偿衰减器是一款独具特色的信号调节工具,它能有效解决射频信号因温度变化而产生的增益波动问题,确保信号传输的稳定性和准确性。该衰减器具有小巧的体积设计,使其在安装和使用过程中占用极少的空间。同时,它的超宽频率带宽能够适应不同的信号调节需求,让用户能够灵活应对各种应用场景。此外,该衰减器还采用无源器件的设计,从而消除了对外部电源的需求,为用户提供更便利和安全的使用体验。 接下来我们介绍史密斯英特康(Smiths Interconnect)的温补衰减器解决方案。
1 温补衰减器原理介绍 对于LNA和PA系统而言,系统的增益和输出功率,电压驻波比等主要射频指标随系统环境温度变化而变化。 一般而言,当温度越高或越低时,系统的输出功率及增益将随温度变化,导致系统指标及输出功率平坦度受到严重影响。 因此需要在射频系统中加入一种温度补偿的元件,即温补衰减器。 史密斯英特康的温补衰减器通过特殊的温敏材料,通过提供与客户原有射频模块互逆的变化,合理的对客户的输出增益进行调整。在使用温补衰减器以后,可以得到整体模块输出增益近似于下图所示的直线:
2史密斯英特康的温补衰减器产品优势: 1) 体积小巧:这款温度补偿衰减器体积小巧,便于焊接与金丝键合,不再受PCB空间限制。 2) 宽带频率设计:其超宽的频率带宽能满足客户不同频率的射频信号调节需求,确保信号传输的流畅性和高效性。 3)无源器件:采用无源器件设计,无需外接电源,降低使用成本,降低串扰风险 3 产品分类 实际的应用中,由于主芯片所采用的材质,和设计思路差异,各种模型下模块增益变化趋势不尽相同。主要分为如下两种情形: (1)随着温度升高,增益下降(以下简称负温变化); (2)随着温度升高,增益上升(以下简称正温变化)。 根据这两种不同的变化趋势,史密斯英特康对应开发了两种变化趋势的产品以满足客户需求: Negative Temperature compensation(简称N型) Positive Temperature compensation(简称P型) 。 史密斯英特康的温补衰减器变化情况如下:
TCA为Temperature Coefficient of Attenuator 温度系数,是表示温度补偿效应大小的重要参数。 粗略计算公式如下:ΔdB=ΔT*ATT25 *TCA 以上算式中: ΔT 表示两个不同的温度点 ΔdB 表示两个温度点下的衰减量变化量; ATT25表示常温下的衰减值,我司定义为25度时的衰减值。 4 斜率定义 由于温补衰减器产品覆盖频段较宽,我们无法针对每一个频点进行不同定义。因此,在定义TCA时,通常参考以下原则: 在低频(如30M Hz)下,测试区间为-55 °C ---+150 °C内,测试+150 °C的衰减量与-55 °C的衰减量相比较,使用以上公式进行斜率TCA计算。 同时提醒:计算出来的斜率是一个相对范围,即实际的变化量并非沿着这个斜率固定的一条斜线,而是一条曲线。 如下图中的实现部分,虚线部分即为计算出的斜率。
通过上图所示:该曲线在负温部分(温度低于25oc)会变化量较大,在正温部分(温度高于25oc)会变化量略小。 如下图是我司AN7-4N9F 的实际测试变化量情况:
如图中所示,AN7-4N9F 在低频状况下,可以近似计算出TCA约为N11,而在高频,尤其是4-6G Hz 的时候,计算出的TCA约为N7. 该现象是由于温敏材料的特性所致,从目前市场上常用的几个品牌产品,包括日本和国内的厂家,均有此类现象。 举例说明: 根据客户自身的增益变化量需求,举例客户需求如下: 客户使用频率为2.1G Hz; 客户温度区间:在-45 oC 到+85 oC 常温下增益裕量为6 DB; 客户增益值该区间的变化量为4 DB 要求适用于SMT 焊接方式。 根据以上公司计算出来,得到的型号为AN7-4N7F。客户如果直接选用AN7-4N7F 也可以达到补偿的目的,但如果选取AN7-4N9F,则可以达到比较理想的补偿效果。 5 其他影响因素 由前述可知,史密斯英特康温补衰减器产品包含DC-36G Hz各种系列组合,覆盖频率范围宽,采用特殊的温敏材料设计而成。该器件的射频特性随着温度不同,频率不同,产品的频率响应亦有所不同。 在产品中参数反映为:随着频率升高,TCA变小(即变化量减小),VSWR 会变大。 随着温度的变化:负温部分VSWR会变大;正温部分VSWR会变小。 如下图所示:
为了准确的描述产品的状态,因此我司规格书给出的指标范围通常是在常温(25oc)下的参考值。 比如,我司WTVA系列表示如下: VSWR: DC- 10GHZ 1.25:1 MAX 10-20GHZ 1.45:1 MAX AT 25°C. ATTENUATION ACCURACY AT 25°C: ±0.5DB 6 选型信息 在选取型号时,客户需要明确告诉我们以下信息,方便我们做更准确的型号推荐: (1) 客户模块的频率范围 (2) 高低温测试的温度区间要求 (3) 常温时的增益裕量 (4) 在该温度区间需要的变化量 (5) 客户对于封装形式要求和焊接方式要求 (6) 其他客户要求 本文介绍了温补衰减器在实际应用中遇到的通常情形,如果需要更多详细产品信息,请参阅我司官方网站www.smithsinterconnect.cn或联系我司销售人员进行详细咨询Jacky.Ren@Smithsinterconnect.com
版权声明: 《微波杂志》网站的一切内容及解释权皆归《微波杂志》杂志社版权所有, 未经书面同意不得转载,违者必究! 《微波杂志》杂志社。 |
|
友情链接 |
首页 | 关于我们 | 联络我们 | 加入我们 | 服务条款 | 隐私声明 Copyright© 2024: ; All Rights Reserved. 粤公网安备 44030402004704号 备案序号:粤ICP备12025165号-4 |