射頻開關(guān)（RF Switch）基礎(chǔ)之開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

如上所述，信號(hào)路徑越間接，傳輸線中的插入損耗就越大。這個(gè)概念不僅適用于每個(gè)單獨(dú)的開關(guān)模塊，也適用于開關(guān)系統(tǒng)?？紤]一個(gè)示例，其中通過(guò)級(jí)聯(lián) 2 個(gè) PXI-2557 75Ω 2.5 GHz 8x1 多路復(fù)用器構(gòu)建了 16x1 多路復(fù)用器。該開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的插入損耗將是每個(gè) PXI-2557 的插入損耗之和（它又是用于構(gòu)建 PXI-2557 的 SPDT 繼電器和 PCB 走線的插入損耗之和）和用于將它們連接在一起的電纜的插入損耗。圖 5 說(shuō)明了這個(gè)概念。

因此，為了最大限度地減少系統(tǒng)中的插入損耗，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)必須促進(jìn)最短的信號(hào)路徑。

示例：設(shè)計(jì) 7x1 多路復(fù)用器

方法 1：級(jí)聯(lián) 2 個(gè) 4x1 多路復(fù)用器

構(gòu)建 4x1 多路復(fù)用器的一種方法是通過(guò)將第一個(gè)多路復(fù)用器的 COM 連接到第二個(gè)多路復(fù)用器的輸入通道來(lái)級(jí)聯(lián)兩個(gè) 4x1 多路復(fù)用器。這種設(shè)計(jì)存在一些重大缺陷，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量和測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重差異。也許這種設(shè)計(jì)的最大缺點(diǎn)是信號(hào)路徑的長(zhǎng)度因通道而異。

例如，來(lái)自被測(cè)設(shè)備 (DU1) 1 的信號(hào)在到達(dá) RF 信號(hào)分析儀之前必須通過(guò) 4 個(gè) SPDT 繼電器。因此，DUT 1 信號(hào)路徑中的損耗將是所有 4 個(gè) SPDT 繼電器和連接兩個(gè)獨(dú)立模塊的電纜中發(fā)生的損耗之和。

另一方面，來(lái)自 DUT 7 的信號(hào)只需通過(guò) 2 個(gè) SPDT 繼電器，因此損失更少。除了通道間的插入損耗變化之外，信號(hào)反射也會(huì)不同。由于來(lái)自 DUT 1 的信號(hào)必須通過(guò)多個(gè)模塊和電纜，因此它也必須通過(guò)多個(gè)連接器傳播。因?yàn)檫B接器和電纜或開關(guān)模塊之間總是存在微小的阻抗差異，所以會(huì)發(fā)生反射。

信號(hào)必須通過(guò)的連接器數(shù)量越多，系統(tǒng)中的反射就越大。因此，上述系統(tǒng)的 DUT 1 上發(fā)生的反射將遠(yuǎn)大于 DUT 7 上的反射。因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)試系統(tǒng)中，保持測(cè)試所有 DUT 的性能相同很重要，因此上述系統(tǒng)將不適用。由于來(lái)自 DUT 1 的信號(hào)必須通過(guò)多個(gè)模塊和電纜，因此它也必須通過(guò)多個(gè)連接器傳播。因?yàn)檫B接器和電纜或開關(guān)模塊之間總是存在微小的阻抗差異，所以會(huì)發(fā)生反射。信號(hào)必須通過(guò)的連接器數(shù)量越多，系統(tǒng)中的反射就越大。

因此，上述系統(tǒng)的 DUT 1 上發(fā)生的反射將遠(yuǎn)大于 DUT 7 上的反射。因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)試系統(tǒng)中，保持測(cè)試所有 DUT 的性能相同很重要，因此上述系統(tǒng)將不適用。由于來(lái)自 DUT 1 的信號(hào)必須通過(guò)多個(gè)模塊和電纜，因此它也必須通過(guò)多個(gè)連接器傳播。因?yàn)檫B接器和電纜或開關(guān)模塊之間總是存在微小的阻抗差異，所以會(huì)發(fā)生反射。

信號(hào)必須通過(guò)的連接器數(shù)量越多，系統(tǒng)中的反射就越大。因此，上述系統(tǒng)的 DUT 1 上發(fā)生的反射將遠(yuǎn)大于 DUT 7 上的反射。因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)試系統(tǒng)中，保持測(cè)試所有 DUT 的性能相同很重要，因此上述系統(tǒng)將不適用。

信號(hào)必須通過(guò)的連接器數(shù)量越多，系統(tǒng)中的反射就越大。因此，上述系統(tǒng)的 DUT 1 上發(fā)生的反射將遠(yuǎn)大于 DUT 7 上的反射。因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)試系統(tǒng)中，保持測(cè)試所有 DUT 的性能相同很重要，因此上述系統(tǒng)將不適用。信號(hào)必須通過(guò)的連接器數(shù)量越多，系統(tǒng)中的反射就越大。因此，上述系統(tǒng)的 DUT 1 上發(fā)生的反射將遠(yuǎn)大于 DUT 7 上的反射。因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)試系統(tǒng)中，保持測(cè)試所有 DUT 的性能相同很重要，因此上述系統(tǒng)將不適用。

方法 2：使用具有固有 8x1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的模塊

這種方法使用一個(gè)固有的 8x1 多路復(fù)用器來(lái)路由來(lái)自所有七個(gè) DUT 的信號(hào)。由于在這種情況下整個(gè)系統(tǒng)都包含在一個(gè)模塊中，因此最大限度地減少了外部電纜和額外連接器的使用。此外，源自 DUT 1 和 DUT 7 的信號(hào)將具有完全相同的路徑長(zhǎng)度。因此，對(duì)于這種設(shè)置，插入損耗和信號(hào)反射將是最小的。盡管始終建議盡可能使用固有拓?fù)?，但通常很難找到現(xiàn)成的大型多路復(fù)用器。

方法三：使用SPDT繼電器搭建7x1多路復(fù)用器

雖然這種構(gòu)建 7x1 多路復(fù)用器的方法不如使用固有的 8x1 多路復(fù)用器有效，就像過(guò)去的例子一樣，但它在設(shè)計(jì)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于方法 1 中內(nèi)置的系統(tǒng)。這是因?yàn)樗褂昧?Quad SPDT 模塊將來(lái)自兩個(gè) 4x1 多路復(fù)用器的信號(hào)路由到 RF 信號(hào)分析儀。通過(guò)這樣做，交換網(wǎng)絡(luò)允許 7x1 多路復(fù)用器的每個(gè)通道上的路徑長(zhǎng)度相等。因此，雖然信號(hào)反射和插入損耗會(huì)比方法 2 中的系統(tǒng)高，但對(duì)于所有通道來(lái)說(shuō)都是一致的。