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在射频自动测试体系中该怎么选用开关

是德科技是全球射频和微波开关产品市场上领先的设计和制造商,已具有60多年历史。在微波测试系统中,射频和微波开关大量用于仪器和被测器

是德科技是全球射频和微波开关产品市场上抢先的规划和制作商,已具有60 多年前史。在微波测验体系中,射频和微波开关很多用于仪器和被测器材(DUT) 间的信号路由。把开关置入开关矩阵体系,就可把来自多台仪器的信号路由至一个或多个DUT。这样就能够用一套测验设备完结多种测验,而不需求频频地断开和从头衔接。并能完成测验进程的自动化,然后进步批量出产环境下的测验功率。

开关元件的要害功能目标

今日的高速制作要求在测验仪器和开关接口及自动测验体系中运用高功能和可重复的开关元件。这些开关一般按如下特性界说:

频率规模

射频和微波运用的频率规模从半导体的100 MHz 直至卫星通讯的60 GHz。作业频带很宽的测验附件因扩展频率掩盖而添加了测验体系的灵敏性。但宽作业频率有或许影响到其它重要参数。

刺进损耗

刺进损耗关于测验也是至关重要的。大于1 dB 或2 dB 的损耗会衰减信号的峰值电平,添加上升沿和下降沿的时刻。在高频运用环境,对能量进行有用的传输有时需求支付比较高的价值,所以机电开关在转化途径上引进的额定损耗应该尽或许地的最低。

回波损耗

回波损耗以dB 标明,它是电压驻波比(VSWR) 的丈量。回波损耗由电路间的阻抗不匹配形成。在微波频率规模,资料特性和网络元件的尺度在确认散布效应形成的阻抗匹配或失配上起重要作用。

功能的一致性

低刺进损耗功能的一致性可减小丈量途径中的随机误差源,然后改善丈量精度,开关功能的一致性和牢靠性确保了丈量精度,并因延伸校准周期和添加测验体系运转时刻而下降具有本钱。

隔离度

隔离度是在所重视的端口处检测到对无用信号的衰减程度。在高频时,隔离度变得尤为重要。

VSWR

开关的VSWR 由机械尺度和制作公役确认。差的VSWR 标明存在由阻抗不匹配形成的内部反射,这些反射形成的寄生信号会导致符号间搅扰(ISI)。这些反射一般在接近衔接器处发生,因而好的衔接器匹配和正确的 负载衔接是要害性的测验要求。

开关速度

开关速度界说为开关端口(开关臂) 状况从“通”到“断”,或从 “断”到“通”所需求的时刻。

安稳时刻

由于开关时刻仅仅规则到达射频信号安稳值/最终值的90% 的值,因而在准确度和精密度的要求下,安稳时刻成为固态开关更重要的功能。Keysight的GaAs FET 开关选用专利规划,它能极大削弱栅极滞后效应,然后把安稳时刻减小至不到350 μs。

承载功率

承载功率界说为开关承载功率的才能,它与规划及运用的资料密切相关。当切换时在开关端口上存在射频∕微波功率时,即发生热切换。在切换前已移除信号功率时,即发生冷切换。冷切换取得较低的接触面应力和较长的寿数。

负载

在许多运用中,50Ω的负载端接是十分重要的。在开关接到一个有源器材时,没有负载端接的途径的反射功率或许会损坏源。机电开关可分红有负载端接的和没有负载端接的两类。固态开关可分红吸收式和反射式两类。

等长途径

有些运用为完成起伏匹配和相位匹配要求等长的途径。在差分信号体系或相位匹配至关重要的体系中,引荐选用相同长度的相位匹配途径。

视频走漏

可把视频走漏看成是当不存在射频信号时,开关射频端口上呈现的寄生信号。这些信号来自开关驱动器发生的波形,特别是来自于驱动PIN 二极管高速开关所需求的前沿电压尖峰。

运用寿数

长的运用寿数将下降每次开关的本钱和预算限制,使制作商在今日价格灵敏市场上更富竞争力。

开关的结构

开关的不同结构方法为各种运用和频率供给制作杂乱矩阵和自动测验体系的灵敏性。下面是典型的开关结构

• 单刀双掷(SPDT) 开关把信号从一个输入路由至两个输出途径。
• 多端口开关答应把一个输入接到多个(三个或更多) 输出途径。Keysight 供给单刀三掷(SP3T),单刀四掷(SP4T),单刀五掷(SP5T) 和单刀六掷(SP6T) 多端口开关。
• 转化开关(DPDT) 可作为瞬断开关在两个输入和两个输出间切换。
• 矩阵开关可经过内部微波开关单端衔接而构成射频通路。 可经装备用于1*5, 2*4 或3*3 开关运用。
• 旁路开关可从信号途径中刺进或去除测验元件。

Keysight同轴机电开关特性

长运用寿数 — 刺进损耗的一致性确保在0.03 dB 以内。

Keysight EM 同轴开关以精心规划的工艺流程出产,并有严厉的质量确保。L 系列的规划确保其在运用了2 百万次之后仍能到达刺进损耗一致性目标的要求,一般情况下L系列开关可运用5 百万次。高功能开关系列更确保在运用5 百万次之后仍到达刺进损耗一致性目标的要求,一般情况下高功能开关能够运用一千万次。Keysight 机电开关确保在二百万次或五百万次运用寿数期间到达0.03 dB 的刺进损耗一致性。

共同的规划-擦洗动作机制避免碎屑的集合,以确保牢靠地切换。

Keysight EM 开关选用了许多共同的技能,包含每次开关之后清洁中心导体触点的擦洗机制,然后避免一般EM 开关规划中常遇的碎屑集合问题,如图1。

图1:清洁中心导体触点的擦洗机制

机电开关的典型运用

机电开关多用于开关矩阵体系,用来测验通讯设备中的器材,低刺进损耗对这种测验运用是至关重要的,而且还要能接受较高的功率。机电开关广泛用于对根本信号进行路由和针对详细的运用组成开关矩阵,例树形矩阵或全通路矩阵。它们也可用于在丈量体系或在多源∕多器材开关体系中对有源器材进行旁路。

机电开关运用

• 天线测验
• 收发器模块测验
• 低噪声放大器(LNA) 测验
• 接收器模块测验

运用要求

• 0.03 dB 刺进损耗的一致性
• 接受50 W 峰值的功率
• 有负载
• 长运用寿数

引荐开关

• SPDT: N1810TL
• SP4T: 87104A/B, L7104A/B

运用实例1——多端口器材的2端口丈量

下图2显现对多端口器材作2 端口丈量的测验设置;关于一个完好的测验环境的设置或许还需额定的EM 开关。绿色线标明的是把小功率信号施加给DUT 进行S 参数丈量,蓝色线是把大功率信号施加给DUT 进行谐波失真丈量。您可经过改动EM 开关的端口来选择要进行的丈量。

图2:这种装备方法能让测验设备在大功率和小功率丈量间之间进行切换

运用实例2——用于信号路由的灵敏装备

Keysight EM 开关可在各种运用中进步体系灵敏性和简化体系规划。一种最一般的运用是在开关矩阵自动测验体系顶用开关把多个输入信号路由至多个输出。下面是一些或许装备的比如。为满意您的需求,您也可随意地装备Keysight 开关。

图3:开关矩阵用高功能多端口开关把多个输入信号一起路由到多个输出信号

图4:1X16全交叉开关矩阵

图5:6X6“公共高速公路”

Keysight固态开关特性

快开关速度

• 350 μs (典型值)
高隔离度
• 在8 GHz 作业频率处大于100 dB

低视频走漏

• 避免损坏灵敏元件

宽频率规模

• 从kHz 至8 GHz, 18 GHz或50 GHz
• 低频丈量

超长的运用寿数

固态开关十分牢靠,由于能耐受冲击、振荡和机械磨损,因而作业寿数也比机电开关长。固态开关也有更快的开关时刻。但因其固有的较高导通电阻,所以刺进损耗要高于机电开关。有鉴于此,关于快开关速度和长命数为要害要求的体系,应优先选择固态开关。在测验半导体器材时,开关矩阵体系中一般会运用固态开关,由于此类测验要求高的开关速度,而对承载功率要求并不高。

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