Kiek PIN diodų linijiškumas turi įtakos komunikacijos kokybei?

PIN diodo tiesinių charakteristikų analizė
1. Linijiškumo apibrėžimas ir bandymo metodas
Linijiškumas nurodo tiesinio ryšio tarp įrenginio išėjimo signalo ir įvesties signalo laipsnį, paprastai apibūdinamus tokiais parametrais kaip 1dB suspaudimo taškas (P1DB) ir trečiasis - eilės tarpmoduliacijos kirpimo taškas (IP3). Testavimo metodai apima dviejų tonų bandymą (taikant dvi vienodos amplitudės aukštos - dažnio signalus) ir vektorių tinklo analizatoriaus testavimą. Remiantis „Avago HSMP-381X“ serija kaip pavyzdį, jos IP3 gali pasiekti +50 dbm, kuris yra 15db didesnis nei paprasti Schottky diodai.
2. Netiesinis generavimo mechanizmas
PIN diodų netiesiškumas daugiausia kyla iš:
Vidinis sluoksnio nešiklio rekombinacija: I sluoksnio nešiklio eksploatavimo laikas yra apie 10N, o nepilnas rekombinacijos procesas esant aukštai - dažnio signalams lemia netiesiškumą.
Junction talpos moduliacija: kai atvirkštinis šališkas, jungiamosios talpos keičiasi su įtampa, sukuriant AM - pM konvertavimą veikiant RF signalams.
Šiluminis efektas: Didelės galios signalai padidina jungties temperatūrą, o priekinės įtampos kritimo greitis yra –2MV/ laipsnis.
3. Įtakos veiksniai
I - sluoksnio storis: tuo storesnis I - sluoksnis, kuo ilgesnis nešiklio tranzito laikas ir tuo apatinis netiesiškumas. I - HSMP - 3816 sluoksnio storis siekia 10 μm, o jo tiesiškumas yra geresnis nei įtaisų, kurių I sluoksnio storio yra 3 μm.
Šalumo srovė: Kai priekinės šališkumo srovė padidėja nuo 1mA iki 10MA, IP3 padidėja maždaug 6dB.
Temperatūra: Temperatūros diapazone nuo –40 laipsnių iki +85 laipsnio įrenginio IP3 kitimas gali pasiekti ± 3dB.
Tiesiškumo įtaka komunikacijos kokybei
1. Signalo iškraipymas
Amplitudės iškraipymai: Netiesinė sukelia signalo apvalkalo iškraipymą ir bitų klaidų lygio pablogėjimą (BER). Modifikuojant 16Qam moduliaciją, kiekvienam IP3 sumažėjimui 10DB, BER padidėja viena dydžio tvarka.
Fazių iškraipymas: Am - pM konvertavimas sukelia žvaigždyno sukimąsi, turintį įtakos demoduliacijos našumui. 64QAM sistemoje kiekvienam fazinio triukšmo padidėjimui 1 laipsnio EVM pablogėja 0,5%.
2. Intermoduliacijos trukdžiai
Trečiosios eilės intermoduliacija (IM3): Dviejų tonų bandymais IM3 produktai gali patekti į priimančią dažnių juostą. FDD bazinėse stotyse skirtumas tarp IM3 produktų ir vietinių osciliatorių signalų gali trikdyti aukštyn.
Kryžminis moduliavimas (XM): Stiprūs trikdžių signalai yra moduliuojami ant naudingų signalų per netiesinius įrenginius. „WI FI 6E“ sistemose XM produktai gali sukelti 20 dB sumažėjimą gretimo kanalo trukdžių santykyje (ACIR).
3. Dinaminio diapazono glaudinimas
1dB suspaudimo taškas: Kai įvesties galia viršija P1DB, išėjimo galios augimas sulėtėja. Radarų imtuvuose kiekvienam P1DB sumažėjimui 1DB maksimalus aptinkamas atstumas sumažėja 6%.
Blokavimo efektas: Stiprūs trukdžiai signalizuoja, kad imtuvo priekinis galas prisotinamas, todėl sumažėja jautrumas. 5G NR sistemose blokuojantys signalai gali pabloginti jautrumą 30dB.
Pramonės taikymo atvejų analizė
1. 5 g bazinė stoties RF jungiklis
Tam tikra įrangos gamintojas naudoja HSMP-3816 serijos PIN diodą RF jungikliams projektuoti, pasiekti:
Įterpimo praradimas: 0,3dB (tipinė vertė)
Izoliacijos lygis: 45db
IP3: +52 dbm
Palyginti su tradiciniais „GaAs Mesfet“ jungikliais, intermoduliacijos produktas sumažinamas 15dB, todėl bazinės stoties aprėpties spindulys padidėja 8%.
2. Palydovinio ryšio slopintuvas
Tam tikras palydovo naudingas krovinys naudoja PIN diodo kintamojo slopintuvą, kad pasiektų:
Silpnėjimo diapazonas: 0-30 dB
Silpnėjimo lygumas: ± 0,5 dB
IP3: +48 dbm
Daugelio nešiklio veikimo režime EVM buvo optimizuotas nuo 3,5% iki 1,2%, tai atitinka DVB - S2X standarto reikalavimus.
3. Radaro sistemos ribotuvas
Fazinis masyvo radaras naudoja PIN diodo ribotuvą, kad pasiektų:
Ribinis slenkstis: +20 dbm
Įterpimo praradimas: 0,8dB
Atkūrimo laikas: 10NS
Stipriose trikdžių aplinkose priekinis - imtuvo apsaugos efektyvumas padidėja 90%, o tikslinės aptikimo tikimybė padidėja 15%.
Optimizavimo strategija ir technologinė pažanga
1. Įrenginio lygio optimizavimas
Medžiagos naujovė: Silicio karbido (SIC) pagrindu pagamintų kaiščių diodų naudojimas, skilimo įtampa padidėja iki 1200 V, o IP3 gali pasiekti +60 dbm.
Struktūrinis dizainas: Sukurkite tris - matmenų integruotą PIN diodą su sumažinta jungties talpa 0,2pf ir AM - pM konvertavimo koeficientu, mažesniu kaip 0,5 laipsnio /dB.
2. Grandinės lygio optimizavimas
Šališkumo kompensacija: Temperatūros kompensavimo šališkumo grandinė naudojama siekiant užtikrinti, kad IP3 svyravimas temperatūros diapazone yra -40 laipsnio +85 laipsnis yra mažesnis nei ± 1db.
Linearizacijos technika: neigiamos grįžtamojo ryšio kilpos įvedimas į slopintuvą, siekiant optimizuoti silpnėjimo lygumą iki ± 0,2dB.
3. Sistemos lygio optimizavimas
Skaitmeninis išankstinis iškraipymas (DPD): kartu su PIN diodo netiesiniu modeliu, siųstuvo ACLR padidėja 25dB.
Adaptyvusis valdymas: dinamiškai sureguliuokite šališkumo srovę, atsižvelgiant į signalo galią, kad padidintumėte P1DB 3DB.
https://www.trrsemicon.com/transistor/small [{}SIgnal [{3}Transistor/small{ [4} }SIGNAL [{5} įjungimas {{6}mbta42.html