基于微帶電路+PIN管的開關(guān)電路設(shè)計(jì)

這兩天，仿真進(jìn)展比較OK。在SystemVue里，單獨(dú)仿真了一下里面的ADC模型的特性，能看出ADC的量化特性，也差不多能看出混疊的特性，也能看出如果不加抗混疊濾波器噪底增加的特性。

雖然整體的鏈路，和我印象中的ADC的工作方式不太一樣，但是如果把這個(gè)鏈路當(dāng)成一個(gè)黑盒子，我只看輸入和輸出，還是可以的，和理論分析也大差不差。

所以，接下來就打算在SystemVue里，把以前在ADS里面的仿真，再跑一遍。

也想偷懶，但是要進(jìn)行射頻鏈路+ADC的仿真，除了驗(yàn)證ADC在DF下是否OK外，也總是還要驗(yàn)證射頻鏈路的建模是否OK，所以也沒法子偷懶。

目前為止，鏡像抗擾性，鄰信道抗擾性都已經(jīng)驗(yàn)證過了，正在搞互調(diào)抗擾性。

大家都說，SystemVue很適合仿真系統(tǒng)，這陣子探索下來，發(fā)現(xiàn)確實(shí)挺友好的。

以仿真射頻系統(tǒng)為例，在ADS里面，想要出結(jié)果，需要在DDS里面用很多ADS自帶的函數(shù)，當(dāng)然也有可能我沒找到更簡單的方法；但是在SystemVue里，就已經(jīng)封裝在操作里面了。

比如說，我要在ADS里面看頻譜上從某一個(gè)頻點(diǎn)到另一個(gè)頻點(diǎn)的能量，需要用到channel_power_vr()這個(gè)函數(shù)，但是在SystemVue里面只要在很像頻譜儀的界面上點(diǎn)個(gè)鼠標(biāo)就可以了。

不過我覺得各有各的好處吧，開放的更多，那可操作空間也更多；封裝在里面，對(duì)用戶會(huì)比較友好。

今天，有號(hào)友問微帶電路+PIN管的開關(guān)電路的問題。

芯片越來越集成化，所以微帶電路的應(yīng)用領(lǐng)域有一定的壓縮，可能壓縮的比例還挺大。

比如說開關(guān)，那實(shí)際的射頻開關(guān)芯片已經(jīng)有很多，體積小，也不算貴，作為想用開關(guān)的工程師，實(shí)在是沒有動(dòng)力去自己設(shè)計(jì)一個(gè)射頻開關(guān)。

但是，如果對(duì)成本敏感+出貨量很大的話，那么用微帶電路+管子來搭一個(gè)開關(guān)，無疑是相當(dāng)合適的選擇。

號(hào)友問的電路，大概長上面那樣。

首先，第一部分，是一個(gè)饋電網(wǎng)絡(luò)，在微帶電路的饋電電路中，經(jīng)常會(huì)碰到。因?yàn)殚L度基本都是1/4的波長，所以可以這樣看這個(gè)電路，即1點(diǎn)是開路，經(jīng)過1/4波長后短路，再經(jīng)過1/4波長后開路，這樣的話，有用信號(hào)就不會(huì)走到電源的路上去。

為啥要用這個(gè)Radial Stub，而不是用一個(gè)簡單的1/4開路線，如果我沒有記錯(cuò)的話，應(yīng)該是因?yàn)檫@個(gè)Radial Stub的帶寬要相對(duì)寬一點(diǎn)。

這功能有點(diǎn)類似于，集總電路上的扼流電感+旁路電容的組合。

版圖上的每個(gè)port端，還需要加個(gè)隔直電容。

PIN管在正向偏置和反向偏置時(shí)候的等效電路如下圖所示。

當(dāng)正偏的時(shí)候，PIN管處于導(dǎo)通狀態(tài)，而且這個(gè)導(dǎo)通電阻Rs的阻值受電流控制，偏置電流越大，導(dǎo)通電阻越小，如下圖所示。

如下圖所示，一般PIN管的CT很小，所以只要不是特別高的頻率，都可以認(rèn)為接近開路；而Rf一般比較小，所以可以認(rèn)為是短路。

而射頻開關(guān)的插損與正偏時(shí)候的導(dǎo)通電阻Rs有關(guān)，隔離度與反偏時(shí)候的電容CT有關(guān)。

號(hào)友的版圖中，和下面的原理圖類似[2]。

當(dāng)控制電壓為0V的時(shí)候，D1和D2都不是正偏狀態(tài)，PIN管的0V的時(shí)候的等效模型和反偏的時(shí)候的模型一樣[3]，簡單來講，可以認(rèn)為D1和D2接近開路。所以天線端和RX端導(dǎo)通，即號(hào)友版圖中的port1-->port2.

當(dāng)控制電壓為3V的時(shí)候，D1和D2都處于正偏狀態(tài)，簡單來講，可以認(rèn)為D1和D2接近短路，而D2短路，經(jīng)過1/4波長后，在天線處看到的就是開路；所以天線端和TX端導(dǎo)通，即號(hào)友版圖中的port1-->port3。

PIN管除了做開關(guān)以外，其實(shí)還可以作為很多小電路的核心器件。

比如說可變衰減器，比如說移相器，比如說限幅器。

繼續(xù)吆喝課程哈！這門課程是關(guān)于超外差接收機(jī)設(shè)計(jì)的，也許有朋友說，超外差都過時(shí)了，講個(gè)零中頻啥的，不是更有吸引力。

雖然現(xiàn)在由于芯片集成的影響，所以零中頻和低中頻開始流行，但是這兩種架構(gòu)之所以O(shè)K，是需要后端數(shù)字電路的校準(zhǔn)的。

而超外差架構(gòu)就不一樣了，射頻性能基本上都能由射頻工程師自己掌控的。所以超外差架構(gòu)掌握了，還會(huì)怕集成在芯片里面的零中頻和低中頻么？

審核編輯：湯梓紅