Microwave Teknolojisi - RF sinyal zincirini çözüleme: özellikler ve performans göstericileri

RF'nin dışındaki özelliklerine odaklanıp, faz değişikliği, reaksiyonu, dağıtımı, sesi, radyasyon, yansıtma ve çizgi olmayan özelliklere odaklanırsak, sürekli bir tanımlama temeli oluşturulabilir, birçok anlama kaplıyor. 1 Bu temel, RF'yi diğer terimlerden ayırmak için tek bir aspekte veya özel değere dayanamayan modern tüm kapsamlı bir tanımlamayı temsil ediyor. RF terimi, bu tanımlamayı oluşturan herhangi bir devre veya komponente uygular.

Bu tartışmanın arkasını ayarladık ve şimdi konuya girmeye başlayabiliriz ve genel RF sinyal zincirini analiz edebiliriz. Aralarında dağıtılmış komponent devre modeli devredeki faz değişikliğini refleks etmek için kullanılır. Bu değişiklik kısa bir RF dalga uzunluğunda ihmal edilemez. Bu yüzden, bu tür sistemler için toplam devrelerin yaklaşık temsil edilmesi uygun değil. RF sinyal zinciri, yenilemeler, değiştirmeler, amplifikatörler, detektörler, sintezleyiciler ve diğer RF analog aygıtları ve yüksek hızlı PCB ve DAC gibi çeşitli diskretli komponentler dahil olabilir. Bütün bu komponentleri özel bir uygulama için birleştirmek, tüm nominal performansı bu diskret komponentlerin birleşmiş performansına bağlı olacak.

Bu yüzden, hedef uygulamasına uygun bir sistem tasarlamak için RF sistem mühendisleri sistem seviyesinden gerçekten düşünebilir ve temel anahtar konseptlerini ve prensiplerini anlayabilir. Bu bilgi rezervleri çok önemlidir. Bu nedenle, bu tartışma makalesini birleştirdik ve iki parça içeriyor. İlk bölümün amacı, RF cihazının özelliklerini belirlemek ve performansını hesaplamak için kullanılan ana özellikleri ve göstericileri kısa sürede tanıtmak. İkinci bölümün amacı, istediği uygulama için RF sinyal zincirini geliştirmek için kullanılabilecek çeşitli bireysel komponentlere ve türlerine derin bir girişim sağlamak. Bu madde, ilk bölüme odaklanacağız ve RF sistemiyle ilgili ana özellikleri ve performans göstericilerini düşüneceğiz.

rf PCB tahtası

1. RF terminologiyasına girişim. Şu and a tüm RF sisteminin ve diskretli modullarının özelliklerini tanımlamak için kullanılan çeşitli parametreler var. Uygulama ya da kullanma davasına bağlı, bazıları bu özellikler çok önemli olabilir, diğerleri daha az önemli ya da önemsiz olabilir. Bu makale yalnızca bu kadar karmaşık bir konunun bütün analizi yapmak mümkün değil. Ancak, bir sürü kompleks ilişkili içerikleri dengeli, kolay anlamayan RF sistemin özellikleri ve özellikleri rehberlerine dönüştürmeye çalışacağız, böylece en yaygın RF performansını tamamen ve tamamen toplamak için ortak bir fikre uymaya çalışacağız.

Ağ eşleşmesi durumunda, S21 1 limandan 2 limana eşittir (S12 de aynı şekilde tanımlanabilir). Amplit.S21. logaritmik ölçekte ifade edilen, giriş gücüne çıkış gücünün oranını gösteriyor. Bu da kazanç veya skalar logaritmik kazanç denir. Bu parametr, amplifikatörler ve diğer RF sistemlerin önemli bir gösteridir ve negatif değeri de alabilir. Negatif kazanç, içindeki kaybı ya da uyumsuz kaybı temsil ediyor, ve genelde karşılaştırma kaybı (IL) tarafından temsil ediliyor, yani sıradan yerleştirme kaybı ve filtrelerin tipik bir gösteridir.

Eğer olay dalgalarını ve aynı limanda yansıtılmış dalgalarını düşünürsek S11 ve S22'i 2. Şekil olarak tanımlayabiliriz. Diğer portlar eşleşen yüklerle bitirildiğinde, bu terimler geri kaybıyla (RL) yansıtma koefitörüne eşittir.Î № 147..(Tıpkı 1. formüle göre.

Geri dönüş kaybı, limanın olay gücünün oranını kaynağın yansıtılmış gücüne gösterir. Bu oranı tahmin etmek için kullandığımız limana dayanarak, girdi ve çıkış geri kaybı arasında farklı olabiliriz. Dönüş kaybı her zaman negatif bir değerdir, a ğ giriş ya da çıkış impedansı kaynağına doğru limanın impedansı ile ne kadar iyi uyuyor belirtiyor. IL ile RL ve S parametreleri arasındaki bu basit ilişki sadece tüm limanlar eşleştiğinde değerlidir. Bu, a ğ kendisinin S matrisini belirlemek için bir ön şarttır. Eğer ağ eşleşmezse, içerisindeki S parametrelerini değiştirmez, ancak portların yansıtma koefitörünü ve portların arasındaki transmission koefitörünü değiştirebilir.

2. Frekans menzili ve bandwidthAll these basic quantities that we describe will constantly change in the frequency range, which is the common basic characteristic of all RF systems. Bu sistemler tarafından desteklenmiş frekans menzilini belirliyor ve bize daha kritik bir performans metrik bandwidth (BW) sağlıyor.

Linear

RF sisteminin özelliklerinin sadece frekansiyle değişmeyeceğini belirtilmeli, sinyal güç seviyesinde de belirtilmeli. Bu madenin başlangıcında tanımladığımız temel özellikler genellikle küçük sinyal S-parametreleri tarafından temsil ediliyor ve çizgi etkiler değildir. Ancak genelde, RF ağzından güç seviyesinin sürekli artması genelde daha açık sınırlı etkileri getirecek ve sonuçta performansının azalmasına sebep olur.

RF sistemlerini ya da iyi linearite sahip komponentleri hakkında konuşurken genelde hedef uygulama şartları ile tanımlamak için kullanılan anahtar göstericilerinin uygulaması gerektiğini anlatıyoruz. RF sistemlerin lineer olmayan davranışlarını hesaplamak için genellikle kullanılan bu anahtar göstericilerine bir bakalım.

İlk parametre düşünmemiz gereken 1 dB sıkıştırma noktası (OP1dB), genel aygıtın lineer modundan lineer modudan çizgi moduna dönüştürmesini sağlayan, yani sistem kazanması 1 dB ile azaltıldığında çıkış güç seviyesi belirliyor. Bu güç amplifikatörünün temel özellikleridir. Bu, aygıtın çalışma seviyesini saturasyon seviyesine (PSAT) tarafından tanımlanmış çıkış gücü tarafından tanımlanmış saturasyon seviyesine ayarlanacak. Güç amplifikatörü genellikle sinyal zincirinin son aşamasında bulunuyor. Bu parametreler genellikle RF sisteminin çıkış güç menzilini belirliyor.

Sistem çizgi olmayan modunda olduğunda sinyali bozular ve sıkıcı frekans komponentlerini veya sıkıştırar. Kullanıcı sinyalinin (birim: dBc) seviyesine karşılık ölçülür ve harmonik ve modülasyon ürünlerine bölünebilir (görüntü 3). Harmonikler temel frekansların (meselâ, H1, H2, H3 harmonik) büyük sayı çarpımında sinyallerdir ve iki ya da daha temel sinyaller çizgi bir sistemde bulunan iki ya da daha fazla sinyaller oluşturur. Eğer ilk temel sinyal frekans f1 ve ikincisi f2'de olursa, ikinci sıradaki intermodulasyon ürünleri iki sinyalin toplam ve farklı frekans pozisyonlarında görünür, yani f1 + f2 ve f2 â€147; f1, f1 + f1 ve f2 + f2 (sonunda H2 harmonik denir). İkinci sıradaki modülasyon ürünün ve temel sinyalin birleşmesi üçüncü sıradaki modülasyon ürünü üretecek. İkisi de (2f1 â€147; f2 ve 2f2 ‘147; f1) özellikle önemli, çünkü onlar orijinal sinyale yakın olduğu için filtr etmek zor. Sıfır frekans komponentleri içeren çizgi bir RF sisteminin çıkış spektrumu, sistemin çizgi olmadığını tanımlamak için önemli bir terimdir. 2

İkinci sıradaki modülasyon bozulması (IMD2) ve üçüncü sıradaki modülasyon bozulması (IMD3) ile bağlı sıkıcı komponentler hedef sinyaline karıştırılabilir. Araştırmaların ağırlığını hesaplamak için kullanılan önemli bir gösterge, Intermodulation Point (IP). İkinci sıradan (IP2) ve üçüncü sıradan (IP3) müdahale noktalarını ayırabiliriz. Şekil 4'de gösterilen gibi, girdi (IIP2, IIP3) ve çıkış (OIP2, OIP3) sinyal güç seviyelerinin hipotetik noktalarını belirliyorlar. Bu noktalarda, uyuşturucu komponentlerin gücü temel komponent olarak aynı elektrik seviyesine ulaşacak. Düşük. Müdahale noktası sadece matematiksel bir konsept olsa da, RF sisteminin toleransiyasını linearite değerlendirmek için önemli bir gösteridir.

Ses, her RF sistemi sesinde olan başka bir önemli özelliğine bakalım. Ses elektrik sinyallerin fluksiyonunu gösterir ve birçok farklı aspekti içerir. Frekans spektrumuna göre, sinyali etkilediği şekilde ve sesi oluşturduğu mekanizma, sesi birçok farklı tür ve formlara bölünebilir. Ama birçok farklı ses kaynağının varlığına rağmen, sistem performansına son etkilerini tarif etmek için fiziksel özelliklerine girmek zorunda değiliz. Basitleştirilmiş bir sistem gürültü modeli üzerinde çalışabiliriz. Bu tek teoretik bir gürültü generatörü kullanır ve gürültü figürünün önemli indikatörü (NF) tarafından tanımlanabilir. Sistem tarafından sebep olan sinyal-gürültü ilişkisinin (SNR) azalttığını, çıkış sinyal-sesle-sesle-sesle ilişkisinin logaritmik ilişkisi olarak tanımlanabilir. Sınırlı bir ölçekte ifade edilen gürültü figürü ses faktörü denir. Bu RF sisteminin ana özelliği ve tüm performansını kontrol edebilir.

Basit lineer pasif bir aygıt için ses figürü, .S21 tarafından tanımlanmış giriş kaybıyla eşit. Birçok aktif ve pasif komponentlerden oluşan daha karmaşık bir RF sisteminde sesi, saygı sesli faktör Fi ve güç kazanması Gi tarafından tanımlanır. Friis formülüne göre (her sahanın imfazı eşleştirildiğini tahmin ediyoruz), sesin etkisi zincirde adım adım boyunca azaltır.

RF sinyal zincirinin ilk iki adımı sistemin bütün gürültüsünün ana kaynağı olduğuna karar verilebilir. Bu yüzden en düşük sesli şeklindeki (düşük sesli amplifikatörler gibi) komponentler alıcı sinyal zincirinin ön tarafında yerleştirilir.

Eğer şimdi bir sinyal oluşturan, sesli performansı özelliklerine gelince, genellikle sesin kaynağı tarafından etkilenen sinyal özelliklerine bağlı bir aygıt veya sistemi düşünürsek. Bu özellikler, zamanı alanında sinyal stabiliyetini temsil etmek için kullanılan fāze çökme ve fāze sesi. Özel seçim genellikle uygulama bağlı. Örneğin, RF iletişim uygulamalarında, faz sesi genellikle kullanılır. Dijital sistemlerde, genellikle çöplük kullanılır. Faz çöpücüğü sinyal fırsatında küçük değişikliklere yönlendirir ve fırsat sesi spektral temsilcisidir. 1 Hz bandwidth'in farklı frekans offsetlerinde, taşıma frekansiyesi ile alakalı bir ses gücü olarak tanımlanır. Güç bu bandwidth (sonuçlarında) bir çeşit özellikler ve performans göstericilerini RF sinyal zincirini karakterizlemek için kullanabiliriz. Onlar farklı sistem aspektlerini içeriyorlar, ve onların önemi ve önemliliğini uygulamalardan uygulamalardan değiştirebilir. Eğer RF mühendislerinin bu maddelerde tartışan temel özellikleri derin anlayabilirsek, radar, iletişim, ölçüm ve diğer RF sistemleri gibi hedef uygulamalarına kolayca değiştirilebilir. Anahtar ihtiyaçları ve teknik belirtiler.ADI, RF, mikro dalga ve milimetre dalga çözümlerinin geniş bir birleşmesine ve derin sistem tasarım uzmanlığına bağlı. RF uygulama ihtiyaçlarını isteyen bir çeşit şekilde yerine getirmek için endüstri'nin geniş bir birleşmesine bağlı. Bu genişlikli diskretli ve tamamen entelektörlü antenlerden bitlere kadar ABI çözümleri tüm spektrumu DC'den 100 GHz üzerinde açmaya yardım eder ve mükemmel performansı sağlar, iletişim, test ve ölçüm araçlarını destekler, endüstriyel, aerospace ve savunma ve diğer uygulamalar için bir çeşit RF ve mikrodalga tasarımları uygulanıyor.