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射頻和微波開關(guān)測(cè)試基本系統(tǒng)和方法①

本文討論射頻和微波測(cè)試中如何提高測(cè)試吞吐量，并降低測(cè)試成本的方法及其測(cè)試系統(tǒng)基礎(chǔ)。無線通信產(chǎn)業(yè)的巨大成長意味著對(duì)于無線設(shè)備的元器件和組件的測(cè)試迎來了大爆發(fā)，包括對(duì)組成通信系統(tǒng)的各種 RFIC 和微波單片集成電路的測(cè)試。這些測(cè)試通常需要很高的頻率，普遍都在 GHz 范圍。本文討論了射頻和微波開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題，包括不同的開關(guān)種類， RF 開關(guān)卡規(guī)格和有助于測(cè)試工程師提高測(cè)試吞吐量并降低測(cè)試成本的 RF 開關(guān)設(shè)計(jì)中需要考慮的問題。無線通信產(chǎn)業(yè)的成長意味著無線設(shè)備的元器件和組件測(cè)試迎來了大爆發(fā)時(shí)期，這些測(cè)試包括對(duì)組成通信系統(tǒng)的各種 RF 器件和微波單片集成電路進(jìn)行的測(cè)試。上述測(cè)試通常需要很高的頻率，普遍都在 GHz 范圍。如何解決射頻和微波開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題，包括不同的開關(guān)種類、 RF 開關(guān)卡規(guī)格等，幫助測(cè)試工程師提高測(cè)試吞吐量，并降低測(cè)試成本，成為 RF 開關(guān)設(shè)計(jì)中需要考慮的問題。射頻開關(guān)和低頻開關(guān)的區(qū)別將一個(gè)信號(hào)從一個(gè)頻點(diǎn)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)頻點(diǎn)看起來很容易，但要實(shí)現(xiàn)極低的信號(hào)損耗，實(shí)現(xiàn)起來卻面臨一系列問題。設(shè)計(jì)低頻和直流（DC）信號(hào)的開關(guān)系統(tǒng)都需要考慮它們特有的參數(shù)，包括接觸電位、建立時(shí)間、偏置電流和隔離特性等。高頻信號(hào)與低頻信號(hào)類似，也需要考慮其特有的參數(shù)。這些參數(shù)會(huì)影響開關(guān)過程中的信號(hào)性能，這些參數(shù)包括 VSWR（電壓駐波比）、插入損耗、帶寬和通道隔離等。另外，硬件因素比如端接、連接器類型、繼電器類型，也會(huì)極大地影響這些參數(shù)。開關(guān)種類和構(gòu)造繼電器內(nèi)的容性是限制開關(guān)的信號(hào)頻率的常見因素。繼電器的材料和物理特性決定了其構(gòu)成的內(nèi)部電容。比如，在超過 40GHz 的射頻和微波開關(guān)中，在機(jī)電繼電器中采用了特殊的接觸架構(gòu)來獲得更好的性能。圖 1 顯示了一個(gè)典型的構(gòu)造，共同端接位于兩個(gè)開關(guān)端接之間。所有信號(hào)的連接線路都是同軸線，來保證最佳的信號(hào)完整性（SI）。在這種情況下，連接器是 sMA 母頭。對(duì)于更加復(fù)雜的開關(guān)結(jié)構(gòu)，共同

端接被各個(gè)開關(guān)端接以放射狀圍繞。一系列復(fù)雜的開關(guān)拓?fù)湓?RF 開關(guān)中得以采用。矩陣式開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)輸入與每個(gè)輸出的連接。有兩種類型的矩陣在微波開關(guān)架構(gòu)中得以采用一一 blocking 和 non bIocking 架構(gòu)。一個(gè)bIocking 矩陣可將任意一個(gè)輸入和任意一個(gè)輸出進(jìn)行連接，因此其他的輸入和輸出就不能同時(shí)連接。這對(duì)只需在一個(gè)時(shí)刻切換到一個(gè)信號(hào)頻率的應(yīng)用是一個(gè)有效的低成本方案，信號(hào)完整性也更好，因?yàn)橛懈俚睦^電器路徑，特別是避免了相位延遲的問題。而 non blocking 矩陣允許多個(gè)路徑的同時(shí)連接，這種架構(gòu)具有更多的繼電器和線纜，因此靈活性更強(qiáng)，不過價(jià)格也更高。層疊開關(guān)架構(gòu)是多位置開關(guān)的一種替代形式。它采用多個(gè)繼電器將一個(gè)輸入連接到多個(gè)輸出。路徑長度（同時(shí)決定了相位延遲）是由信號(hào)經(jīng)過的繼電器數(shù)量決定的。樹形架構(gòu)是層疊開關(guān)架構(gòu)的一種替代。相比層疊架構(gòu)，對(duì)于同等規(guī)格的系統(tǒng)，樹形技術(shù)需要更多的繼電器，然而，選定路徑和其他不用路徑之間的隔離會(huì)更好，降低了繼電器和通道之間的串?dāng)_（crosstalk）。樹形架構(gòu)具備一些優(yōu)勢(shì)，包括無端接殘余（unterminatedstubs），各個(gè)通道特性也會(huì)相似。然而，在選定路徑上具有多個(gè)繼電器意味著損耗會(huì)更大，信號(hào)完整性也令人擔(dān)憂。

推薦產(chǎn)品一、麗芯微電 DC to 18GHz, LXA4207 SPDT開關(guān),射頻開關(guān)

頻率 : DC – 18 GHz
損耗: 1.0 dB
隔離度 : 70 dBm
控制電壓 : 控制電壓：0/-5 V

推薦產(chǎn)品二、麗芯微電 DC to 20GHz, LXA4109 SPST開關(guān),射頻開關(guān)

頻率 : DC – 20 GHz
損耗: 1.5 dB
隔離度 : 50 dBm
控制電壓 : 控制電壓：0/+3.3 V

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