A atenuateur varyabse yon eleman pasif oswa aktif RF/mikwo ond ki fèt pou diminye anplitid siyal pa yon kantite kontwòl pandan y ap kenbe matche ak enpedans akseptab atravè Pleasant opere li yo. Kontrèman ak atenuateur fiks, ki bay yon sèl pèt ensèsyon predetèmine, atenuateur varyab pèmèt ajisteman-swa kontinyèl oswa disrè-nan nivo atenuasyon ki varye tipikman soti nan tou pre -zewo a 30 dB oswa pi lwen, tou depann de topoloji ak kondisyon aplikasyon yo. Aparèy la jwenn aplikasyon kritik nan pasan kontwòl otomatik, règleman pouvwa transmetè, ekstansyon ranje dinamik reseptè, ak enstriman tès kote manipilasyon nivo siyal egzak esansyèl.
Poukisa mwen sispann fè konfyans nan fèy espèk yo
Mwen pral onèt: premye atenuateur varyab mwen te espesifye nan yon konsepsyon se te yon dezas. Se pa paske pati a te move -datasheet la te parèt pafè. 0.5 etap dB, ranje 31.5 dB, DC a 4 GHz. Ki sa ki fichye a pa te mete aksan sou se te varyasyon pèt ensèsyon atravè tanperati a. Nou t ap konstwi yon inite deyò pou yon sistèm backhaul san fil. Tès pandan ete a te ale byen. Vini janvye nan Minnesota, bagay la te 1.8 dB koupe nan atenuasyon max. Bouk AGC te ale nwa ap eseye konpanse.
Leson an te koute nou yon vire tablo ak sis semèn. Koulye a, mwen tcheke twa bagay anvan mwen menm gade nan seri atenuasyon an:
Pèt ensèsyon nan eta atenuasyon minimòm. Sa a se penalite debaz ou -w ap peye li tout tan.
Delta pèt ensèsyon atravè tout seri tanperati a. Antre nan paj 14 nan fichye a, anjeneral.
VSWR nantouteta atenuasyon, pa sèlman sa yo Cherry-te chwazi pou premye paj la.
Tout lòt bagay se segondè.
Dyòd PIN la: Workhorse With Quirks
Pifò enjenyè RF rive jwenn atenuateur PIN dyod an premye, epi pou bon rezon. Fizik la se elegant: enjekte aktyèl nan rejyon an intrinsèques, konduktiviti ogmante, RF rezistans gout. Ranvèse patipri a epi ou jwenn gwo enpedans. Fisèl kèk nan sa yo nan yon rezo pi oswa tee ak matche apwopriye, epi ou te gen kontinyèlman varyab atenuasyon kontwole pa yon vòltaj DC oswa aktyèl.
Ranje frekans lan vrèman enpresyonan. DC a 40 GHz se possible ak bon konsepsyon. Gen kèk pati espesyalize pouse pase 50 GHz. Skyworks SKY12347-362LF a, ke mwen te itilize nan pwobableman yon douzèn desen, kouvri DC a 6 GHz ak apeprè 32 dB nan ranje. Pati solid. Pa enteresan, men solid.
Men sa yo pa di w nan nòt aplikasyon yo: Dyòd PIN gen yon efè memwa nan frekans ki ba. Anba anviwon 10 MHz, chaj ki estoke nan rejyon intrinsèque a pa klè ase vit ant sik RF, epi atenuasyon ou vin depann de nivo siyal-. Mwen te wè twazyèm-distòsyon lòd so 15 dB nan yon konsepsyon ki te sipoze okipe 1 MHz a 2 GHz. Repare a te ajoute yon filtè segondè-pase nan opinyon an-ki achitèk sistèm lan pa t kontan.
Koyefisyan tanperati se lòt gotcha a. Aktyèl -atenuateur PIN kontwole derive paske rezistans dyod la-kont -koub aktyèl la chanje ak tanperati. Vèsyon ki kontwole-vòltaj yo yon ti kras pi bon, men yo pa iminitè. Bidjè 0.02-0.05 dB/ degre pou rezon planifikasyon. Nan yon aplikasyon mezi presizyon, sa pa neglijab.
Atenuateur Etap dijital
Bèt konplètman diferan. DSA yo chanje ant segman atenuateur fiks lè l sèvi avèk switch FET oswa MEMS. Ou voye yon mo dijital paralèl oswa seri, ak pati a chwazi ki konbinezon de kousinen reziste ki nan chemen siyal la.
Bon an: repetibilite se eksepsyonèl. Eta 01101 ba ou menm diminisyon jodi a, demen ak ane pwochèn. Monotonisite garanti nan konsepsyon-chak bit ajoute enkreman espesifye li yo. Vitès chanje varye ant nanosgond (GaAs FET) ak mikrosgond (MEMS), vit ase pou kontwòl pouvwa pete TDMA.
Move a: Ou kole ak etap disrè. Yon DSA 6-bit ba ou rezolisyon 0.5 dB, ki son bon jiskaske ou bezwen 7.3 dB epi ou oblije chwazi ant 7.0 ak 7.5. Nan yon bouk AGC, quantization sa a kreye sik limit. Bouk la lachas ant de eta pou tout tan, pa janm rezoud. Mwen te "rezoud" sa a lè w ajoute yon ti -ranje VVA analòg apre DSA-brut la, men li mache.
Lèd la: Glitches pandan tranzisyon ti jan. Lè yon DSA chanje soti nan 01111 (15.5 dB) a 10000 (16 dB), gen yon moman -petèt 5 ns, petèt 50 ns-kote switch entèn yo ant eta ak atenuasyon an ale yon kote ki pa defini. Anjeneral pi ba pase nenpòt pwen final, sa vle di yon Spike pouvwa frape anplifikatè en ou an. PE43711 soti nan pSemi okipe sa a pi byen pase pifò ak yon "glitch-mwens" achitekti, men li pa majik. Genyen toujou enèji pasajè.
Bits, LSBs, ak Poukisa Pati 7-Bit egziste
Yon atenuateur 6-bit ak 0.5 dB LSB bay ranje 31.5 dB. Joli estanda.
Kidonk, poukisa pati 7-bit egziste? De rezon. Premyèman, pi rafine rezolisyon: 0.25 dB etap pèmèt ou taye sistèm genyen plis presizyon. Dezyèm-epi sa a mwens evidan-bit siplemantè a ka itilize pou redondance. Gen kèk manifakti ki pèmèt ou chwazi ant itilize tout 7 Bits pou etap 0.25 dB oswa lè l sèvi avèk 6 Bits pou etap 0.5 dB ak 7yèm ti jan an kòm yon "amann taye" ki konpanse tout koub la. Pratik pou konpanse varyasyon pati-a pati nan pwodiksyon an.
Peregrine (kounye a pSemi) te pionnier pwosesis UltraCMOS ki te rann DSA Silisyòm ki gen gwo -pèfòmans viab. Anvan sa, si ou te vle serye Pleasant ou te achte GaAs, ki vle di $$$ ak 5V pwovizyon. PE4312 ak desandan li yo te pote DSA 50-ohm nan peyi 3.3V CMOS. Chanje ekonomi an nan yon anpil nan desen.
MEMS: Pwomès la ak tann nan
Sistèm microelectromechanical te pwomèt pou revolusyone RF atténuation. Ti switch fizik, esansyèlman pafè lè fèmen, esansyèlman louvri lè ouvè. Pa gen parazit semi-conducteurs. Kontak omik.
Teyori a kenbe. Atenuateur MEMS reyalize pèt ensèsyon ak linearite ke Silisyòm pa ka manyen. Aparèy Analog ADRF5720 la opere nan 40 GHz ak tankou pèt ensèsyon 1.5 dB. Eseye sa ak yon switch FET.
Men,-e sa a se yon gwo men-fyabilite rete kontwovèsyal. MEMS switch fizikman deplase. Pati k ap deplase yo chire. Manifakti yo reklame dè milya de sik, ak nan kondisyon laboratwa benign yo pwobableman jwenn yo. Nan yon aplikasyon ak monte bisiklèt tèmik, imidite, Vibration? Mwen ensèten. Mwen te wè egzakteman yon sèl MEMS atenuateur nan yon konsepsyon pwodiksyon mwen te travay sou, e ki te nan yon enstriman tès kote pousantaj chanjman an te petèt kèk fwa pa segonn. Pou yon estasyon debaz selilè ki fè dè milye de ajisteman pouvwa pa segonn... mande m 'ankò nan senk ane.
Genyen tou pwoblèm nan anbalaj. Aparèy MEMS bezwen sele hermetik oswa lè imid la antre epi bagay yo korode oswa kole. Pakè hermetic koute lajan. Tout valè pwopozisyon an kòmanse tranble lè "$15 MEMS mouri" ou a vini nan yon "$8 pake hermetic" ak yon "$12 pri asanble."
Atenuateur mekanik: pa mouri ankò
Ale nan nenpòt laboratwa tès RF epi w ap jwenn atenuateur rotary vane nan pwogramasyon kalibrasyon an. Bèt gid ond sa yo-ki vire fizikman yon kat rezistan pou chanje kantite siyal li entèsepte-ofri presizyon ke atenuatè elektwonik yo ap lite pou matche.
Weinschel 953 seri. Hewlett-Packard 355C/D (wi, HP, pa Agilent oswa Keysight-bagay sa yo fin vye granmoun e yo toujou ap travay). Inite ond presizyon Flann Microwave a. Yo lou, dousman, chè, ak absoliman fè konfyans. Lè ou bezwen yon referans 40 dB egzat a ± 0.1 dB soti nan 18 a 26.5 GHz, ou pa ap rive jwenn yon semi-conducteurs.
Pou sèvi ak ban, atenuateur etap manyèl yo ak kadran klike sou -stop rete etranj enpòtan. Yon ansyen Kay 1/839 ka jwenn pou $50 sou eBay epi li bay etap 1 dB a 79 dB ak pi bon matche pase pifò DSA entegre. Koneksyon yo ajoute pèt ou pral bezwen kalibre, men pou eksperyans rapid, yo pafè.
Mwen kenbe yon JFW 50R-142 nan tiwa biwo mwen an. Fiks 50-ohm kowaksyal, rated DC-2 GHz, etap soti nan 0 a 110 dB nan ogmantasyon 1 dB. Bouton yo se rezo rezistans aktyèl presizyon, pa semi-conducteurs. Li bati tankou yon tank epi li pral depase m '.
Atenuateur Varyab Optik (VOAs)
Mond diferan. Nan sistèm fib, atenuasyon jere nan kouch optik la, ak mekanis yo se kaptivan.
VOA ki baze sou MEMS-sèvi ak yon glas baskile. Limyè soti nan fib D ', frape glas la, reflete nan direksyon fib pwodiksyon an. Panche glas la yon ti kras ak kèk limyè manke nwayo pwodiksyon an. Panche li plis, plis limyè manke. Kontwòl analòg, vitès rezonab, repetibilite ekselan. DiCon MEMS VOA te esansyèlman estanda endistri a pou yon dekad.
VOA kristal likideksplwate polarizasyon. kristal likid wotasyon eta polarizasyon limyè pase; yon polarizè Lè sa a, atenye ki baze sou ang wotasyon an. Pa gen okenn pati k ap deplase. Pi dousman pase MEMS, men mekanikman bal.
Genyen touvaryab fib Bragg griyajapwòch akelektwonik -absòpsyon kontwolenan fib espesyalite, men sa yo se nich. Pifò VOA telecom ou pral rankontre yo se MEMS oswa LC.
Pèt ensèsyon enpòtan anpil isit la paske ou souvan nan yon chèn nan span anplifye. Chak 0.5 dB ou gaspiye nan VOA a se 0.5 dB OSNR ou pap janm retounen. Bon MEMS VOA yo reyalize IL anba 0.8 dB; bon mache yo frape 1.5 dB oswa pi mal.
Nòt Seleksyon Pratik
Kèk bagay mwen swete ke yon moun te di m 'pi bonè:
Matche atenuateur ak enpedans sistèm se pa opsyonèl.
Wi, DSA ou a "valè pou 50 ohms." Men, si liy transmisyon tablo w la aktyèlman 52 ohm paske pil ou a te antre nan sib-, w ap wè rid nan S21 atravè frekans ki pral fè w fou pandan karakterizasyon. Sa a se pa fòt atenuateur la.
01
Espesifikasyon manyen pouvwa yo sipoze chalè pafè.
Evalyasyon "1W max input" te mezire ak tablo evalyasyon an boulonnen nan yon blòk aliminyòm. Sou PCB aktyèl ou a ak 1 oz kwiv epi pa gen okenn vias tèmik? Ou pwobableman an sekirite pou 0.4W. Petèt.
02
Kontwòl koòdone enpòtan plis pase ou panse.
Yon DSA paralèl-koòdone bezwen 6-7 GPIO. Si mikwokontwolè w la gen limit GPIO-, kounye a w ap ajoute yon rejis chanjman oswa yon ekspansyon I²C. Serial-koòdone DSA evite sa a men ajoute latansi. Nan yon bouk AGC rapid, latansi sa a ta ka enpòtan. Tcheke dyagram distribisyon yo.
03
Nòt aplikasyon machann yo ekri pa moun ki vle vann ou pati.
Yo montre tablo an lò, Layout pafè a, kondisyon ideyal yo. Kilométrage ou ap varye. Li nòt aplikasyon an pou konsèp, Lè sa a, verifye ak mezi pwòp ou yo.
04
Pati yo mwen aktyèlman itilize
Sa yo se pa andòsman-Mwen pa gen okenn relasyon finansye ak okenn manifakti-sèlman obsèvasyon soti nan bati ki anbake.
PouDSA anba 6 GHz: pSemi PE43711 (31.5 dB, 0.25 dB etap, glitch-rezistan) oswa PE4312 ki pi bon mache (31.5 dB, 0.5 dB etap). Tou de travay. Tou de gen kapris. Tou de gen ase istwa mache ke errata a konnen.
Pouatenuasyon kontinyèl (VVAs): Mini-sikwi seri ZX76 la lè bidjè a pèmèt. Skyworks SKY12347 lè li pa fè sa. Ni se pafè atravè tanperati. Planifye kòmsadwa.
Pouhigh frequency (>20 GHz): Onètman, mwen rele manifakti a epi mwen gen yon konvèsasyon. Aparèy Analog ak Qorvo tou de gen pati, seleksyon an se rar, ak chwa "dwa" a depann anpil sou kondisyon espesifik ou yo. Sa a se pa elektwonik konsomatè-nan vag milimèt, tout bagay se koutim.
Poutelecom optik: DiCon ak Agiltron te serye. JDS Uniphase (kounye a Viavi) fè bon bagay men liy pwodwi yo fragmenté nan plizyè akizisyon. Tcheke ki moun ki aktyèlman sèvis pati a kounye a anvan ou komèt.
Mòd echèk Pa gen moun ki pale sou
ESD touye atenuateur semi-conducteurs. Sa a se pa nouvèl. Ki sa ki mwens diskite: echèk la ka sibtil. Mwen te wè pati ki toujou "travay" apre yon evènman ESD men yo te degrade lineyè oswa deplase kalibrasyon atenuasyon. Si sistèm ou a toudenkou echwe tès EMC sis mwa nan pwodiksyon, epi ou pa chanje anyen, ale tcheke atenuateur la. Espesyalman si kay asanble ou chanje pwosedi manyen.
Dyòd PIN yo echwe byen -atenuasyon derive, distòsyon ogmante-men yo raman mouri toudenkou. FET switch nan DSA yo echwe difisil. Yon sèl switch kout, atténuation ou a mal pa 4 dB, epi sof si w ap siveyans pou sa, sistèm nan jis konpòte misye misterye.
Echèk MEMS yo gen tandans yo dwe "kole" echèk. Chanjman an sispann chanje. Tou depan de ki pozisyon li kole nan, ou jwenn swa yon kanal ki mouri oswa yon pèmanan-sou chemen. Ekipman tès ak atenuateur MEMS yo ta dwe egzèse regilyèman; switch ki chita nan yon pozisyon pou mwa ka devlope "stiction."
Sa mwen pa konnen ankò
Mwen pa te travay seryezman akferit-bazeatenuateur varyab. Teyori a se fre-mayetik-absòbsyon réglage-men pati mwen te wè yo gwo, pouvwa-grangou (elekwoman an bezwen kouran), epi limite a sa sèlman enplemantasyon ond. Ka gen aplikasyon kote yo ap ideyal. Mwen pa te rankontre youn pèsonèlman.
Grafèn-bazeatenuateurs egziste nan literati akademik. Sipozeman tunability a soti nan varye nivo Fermi e konsa konduktiviti a. Mwen pral kwè li se pwodiksyon-pare lè Digi-Key mete li.
Genyen tou travay soufaz-chanje materyèl yopou chanje RF ak atenuasyon. Lide a se ke sèten materyèl yo ka chanje ant eta amorphe ak cristalline lè l sèvi avèk pulsasyon tèmik, ak pwopriyete RF dramatikman diferan nan chak eta. Premye jou.
Se konsa, sa a jaden flè jan mwen wè li: PIN dyod pou kontwòl analòg, DSAs pou presizyon dijital, MEMS pou lè ou bezwen absoli pi bon espesifikasyon yo, mekanik pou kalibrasyon ak metroloji, optik pou sistèm fib. Chak gen konpwomi. Okenn se inivèsèl. Pi bon enjenyè mwen konnen yo chwazi teknoloji a ki baze sou sa yo ka tolere echèk, pa sèlman sa ki travay pi byen nan premye jou a.
Si ou pran yon sèl bagay nan sa a: tès sou tanperati. Tès nan kwen ranje atenuasyon an. Teste nan frekans ou aktyèlman pran swen yo, pa sèlman kote fichye a sanble pi bèl. Pati ki travay pafètman nan 25 degre ak 1 GHz ka trayi ou nan -20 degre ak 5.8 GHz.
Mande m kijan mwen konnen.
