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In Radar- oder Funkempfängern werden empfindliche rauscharme Verstärker (LNAls) bei großen EingeingsSignalen beschädigt. Also, wals isttttttttttttt die Lösung?
Wir kann Verwendung Empfänger Schutz Gerät Begrenzer
Die Betrieb von die RPL Schaltung tut nicht verlangen extern Steuerung Signale. Dies Typ von Schaltung beinhaltet bei am wenigsten one PIN Diode verbunden in Paralleel mes die Signal Pfad, und one oder mehr palssiv Komponenten, solche as RF Choke Indukzuren und DC-Isolbeiionskondensazuren. Die folgende is a einfach (aber möglicherweise komplett) RPL-Schaltung.
Wirnn kein HF-EingangsSignal oder nur ein kleines HF-Signal voderhunden ist, erreicht die Impedanzkennlinie der Limiter-PIN-Diode den maximalen Wert, in der Regel mehrere hundert Ohm oder mehr. Daher produziert die Diode eine sehr kleine Impedanzanpassung und kann dementsprechend eine geringe Einfügedämpfung bringen.
Wenn ein großes EingangsSignal erscheint, zwingt die HF-Spannung Ladungsträger (Löcher in der P-Schicht und Elektronen in der N-Schicht) in die I-Schicht der PIN-Diode. Nach dem Betreten der I-Schicht verringern freie Ladungsträger ihren HF-Widerstund. Aus der Perspektive des HF-Ports der RPL-Schaltung ergibt sich daraus eine Impedanzanpassung.
Diese Abweichung führt dazu, dass die Energie des EingangsSignale an die entsprechende Signalquelle reflektiert wird. Das reflektierte Signal arbeitet mit dem einfallenden Signal zusammen, um eine stehende Welle mit der kleinsten Spannung in der PIN-Diode zu erzeugen, da das reflektierte Signal vorübergehend die niedrigste Impedanz auf der Übertragungsleitung aufweist. Jede Mindestspannung auf der Übertragungsleitung hat einen entsprechenden Maximalstrom. Der maximale Strom, der durch die PIN-Diode fließt, führt zu einer Zunahme der Anzahl freier Ladungsträger in der Diode I-Schicht, was zu niedrigerem Reihenwiderstund, größerer Impedanzanpassung und einer "kleineren" Mindestspannung führt. Am Ende erreicht der Widerstund der Diode seinen Minimalwert – dieser Wert hängt vom Design der PIN-Diode und der Amplitude des HF-Signals ab. Wenn die Amplitude des HF-Signals zunimmt, ist die Diode gezwungen, einen voll leitfähigen Zustund zu erreichen, wodurch der Widerstund der Diode weiter verringert wird, bis die Diode gesättigt ist und den kleinstmöglichen Widerstund erzeugt. Die Vergleichskurve von Ausgangsleistung und Eingangsleistung wird so erhalten, wie unten gezeigt.
Wenn das große HF-Signal nicht mehr erscheint und die Menge der freien Ladungsträger in der I-Schicht groß ist, bleibt der Widerstund der Diode auf einem niedrigen Niveau (die Einfügedämpfung ist zu diesem Zeitpunkt noch groß). Nachdem ein großes HF-Signal unterbrochen wurde, können zwei Mechanismen verwendet werden, um die Menge der freien Ladungsträger zu reduzieren: (1) Ladungsleitung außerhalb der I-Schicht (2) Ladungsrekombination innerhalb der I-Schicht.
Die Größe der Ladungsleitung wird hauptsächlich durch den Gleichstromwiderstund im Stromweg außerhalb der Diode bestimmt.
Die Rate der Ladungsrekombination wird durch viele Fakzuren bestimmt, einschließlich der Dichte der freien Ladungsträger in der I-Schicht, der Konzentration der dotierten Azume in der I-Schicht und underen Ladungsfangpunkten usw. In Anbetracht der nichtwendigen Parameter der Diode, je größer das HF-Signal, das eine PIN-Diode sicher hundhaben kann, deszu länger dauert es, um sich auf einen niedrigen Einfügungsverlust zu erholen.
Daher bestimmen die Eigenschaften der I-Schicht der PIN-Diode die Leistung der RPL-Schaltung. Die Dicke der I-Schicht (manchmal auch Breite genannt) bestimmt die Eingangsleistung, wenn die Diode ihre Grenze erreicht: Je dicker die I-Schicht, deszu höher der Eingangsreferenz 1dB Kompressionspegel (auch Schwellenwert genannt). Die Dicke der I-Schicht, die Fläche der Diodenverbindung und das Material der Diode bestimmen den Widerstund, die Kapazität und den diermischen Widerstund der Diode.
Nur eine PIN-Diode, ein HF-Drosselindukzur und ein Paar DC-Isolationskondensazuren werden benötigt, um die einfachste PIN-RPL-Schaltung zu realisieren. Der HF-Drosselindukzur ist sehr wichtig für die Leistung der RPL-Schaltung, und seine Hauptfunktion besteht darin, den Gleichstrompfad der PIN-Diode zu vervollständigen. Wenn ein großes Signal Ladungsträger in die I-Schicht der Diode zwingt, wird in der Diode ein Gleichstrom erzeugt. Wenn kein vollständiger Pfad für den Gleichstrom vorgesehen ist, kann der Widerstund der Diode nicht reduziert werden, und die Diode erreicht ihre Grenze nicht. Der Gleichstrom fließt in Richtung des Gleichstroms, aber dies wird nicht durch Gleichrichtung verursacht.
Die Installation von Drosselindukzuren in RPL-Schaltungen ist eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, da Indukzuren die unerwünschten Komponenten in RPL-Schaltungen sind. Basierend auf dem Induktivitätswert und der Kapazität zwischen den parasitären Wicklungen haben alle Induktivitäten Reihen- und Parallelresonanzen. Daher ist darauf zu achten, dass im BetriebsfrequenzBand keine Serienresonanz auftritt. Darüber hinaus muss der Gleichstromwiderstand der Drossel minimiert werden, um die Wiederherstellungszeit des RPL-Schaltkreises zu verkürzen.
Hinweis: Der DC-Isolationskondensator ist optional. Nur wenn eine Gleichspannung oder ein Gleichstrom vorhanden ist, der die PIN-Diode auf der Eingangs- oder Ausgangsübertragungsleitung verzerren kann, ist ein DC-Isolationskondensator erfürderlich.
Instanz
Unter der Annahme, dass die maximale Eingangsleistung, die der rauscharme Verstärker (LNA) aushalten kann, 15 dBm beträgt, muss die I-Schichtdicke der PIN-Diode in der RPL-Schaltung etwa 2 Mikron betragen. Der Designer kann die akzeptable Kapazität der PIN-Diode basierend auf der HF-Signalfrequenz und dem akzeptablen Maximalwert der kleinen Signal-Einfügedämpfung bestimmen. Wenn der Designer davon ausgeht, dass die RPL-Schaltung im X-Band funktioniert und die akzeptable maximale Einfügedämpfung 0,5dB beträgt, dann kann die maximale Kapazität der Diode berechnet werden.
Die Einfügedämpfung (IL) (in Dezibel) des Shunt-Kondensators kann nach folgender Formel ermittelt werden:
Wir können den C-Wert nach der Formel lösen:
Wenn f.12GHz, IL.0.5dB und Z0.50Ω, C.0.185pF.
Der ermittelte Kapazitätswert zusammen mit der Dicke der I-Schicht bestimmt die Fläche der Diodenverbindung.
Wenn die I-Schicht dünner ist und die Anschlussfläche klein ist, hat die Diode einen relativ hohen diermischen Widerstand. Infolgedessen muss die Verbindungstemperatur gezwungen werden, ihre maximale Nennleistung von 175°C zu überschreiten, um mehr Energie abzuführen. Im Allgemeinen kann eine 2-Mikron-Diode mit einer Kapazität von 0.185pF ein großes CW-Eingangssignal von etwa 30-33dBm sicher verarbeiten. Da Joule-Wärme erzeugt wird, wenn Strom durch den Diodenwiderstand fließt, kann ein großes Signal die Diode svonort beschädigen oder verbrennen.
Die PIN-Diode RPL-Schaltung kann empfindliche Komponenten wie LNA im Radar oder Funkempfänger zuverlässig schützen und vor dem Einfluss größerer Störsignale schützen. Wenn RPL-Anwendungen extrem niedrige stationärer Zustand Leckage-Ausgangsleistung und höhier Eingangsleistung erfBestellungn, können zusätzliche Diodenstufen und andere Schaltungserweiterungskomponenten auf der Eingangsseite der RPL-Schaltung hinzugefügt werden.
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