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可調(diào)衰減器在各種通訊應(yīng)用中是有用的器件，例如，衰減器可用來控制收發(fā)器的信號水平，特別是在許多現(xiàn)代通訊系統(tǒng)中，高線性度是一個關(guān)鍵的要求，使用一只安華高科的低成本SOT-25表面貼裝二極管四元組，就可以構(gòu)造一個簡單的電壓控制衰減器，這個簡單的衰減器在0.3~3000MHz的寬頻段仍然具有出色的線性特性。
這種衰減器不僅非常適合于有線電視(CATV)網(wǎng)絡(luò)和CATV機頂盒，在甚高頻無線及蜂窩通訊設(shè)備及低頻微波通訊、特別在空間有限而不能使用分布式元件的應(yīng)用中也非常有用。
安華高科的HSMP-3816二極管四元組采用5腳無引線SOT-25表面貼裝型封裝。π結(jié)四元組PIN二極管由從同一晶片挑選的、電氣特性密切匹配的毗連元件組成。在封裝的四元組中，腳1和腳3用于RF輸入/輸出，腳2用來為二極管提供偏壓，腳4、5用來提供分路偏壓。除了尺寸方面的優(yōu)勢外，與四個分離元件組成的四元組相比，將四個性能完全匹配的PIN二極管捆綁到SOT-25封裝中有助于保證衰減器的輸入輸出臂之間具有更好的對稱性。
用兩個并聯(lián)電阻和一個串聯(lián)電阻就可以構(gòu)造一個基本的pi配置固定電壓衰減器，通過配置即可以得到A=20log (K)的衰減，同時提供能夠匹配具體應(yīng)用電路特性阻抗的輸入/輸出阻抗。在工作頻率高于衰減器截止頻率的情況下，一個PIN二極管可以做為電流控制可變電阻使用。不過，只有在工作頻率完全高于二極管的截止頻率fc=1/2πτ的條件下這個電流控制變阻模型才比較精確，這里τ為器件中少數(shù)載流子的生命周期。在工作頻率10倍于fc時，一個PIN二極管就可以精確地用一個具有恒定微值結(jié)電容的電流控制并聯(lián)電阻來模擬。工作頻率低于0.1fc時，PIN二極管就表現(xiàn)為一個普通的PN結(jié)二極管。
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工作頻率在0.1fc到10fc之間時，PIN二極管的特性就變得非常復雜，一般表現(xiàn)為一個與一個高頻電流電感或電容并聯(lián)的、隨頻率變化而變化的電阻。另外，工作在這個范圍內(nèi)時，信號失真畸變也非常嚴重。對于HSMP-3810型二極管而言，τ≈1500ns，其截止頻率為1,000kHz，因此在1000kHz以上二極管的電阻值與工作頻率無關(guān)，不過，由于已經(jīng)針對寬帶衰減器應(yīng)用對此二極管進行了優(yōu)化，所以即使在fc以下此二極管也具有良好的特性。
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可以用三個二極管來代替電路中的固定電阻，構(gòu)造一個可變衰減器，不過，這樣會導致網(wǎng)絡(luò)中的不對稱，從而導致產(chǎn)生一個相當復雜的偏壓網(wǎng)絡(luò)。用兩個PIN二極管來代替其中的串聯(lián)電阻可以獲得幾個性能方面的好處。首先，由于串聯(lián)二極管具有容性電抗而使網(wǎng)絡(luò)與其它部分相隔離，用兩個二極管代替一個電阻可以提高最大衰減值或在一定衰減值的條件下使頻率上限翻倍。其二，代替串聯(lián)電阻的兩個二極管是180度反接的，這樣就抑制了偶數(shù)次信號畸變的產(chǎn)生。其三，由此而得到的衰減器網(wǎng)絡(luò)是對稱的，從而可以大大簡化偏壓網(wǎng)絡(luò)。電源電壓V+是一固定電壓，Vc是控制網(wǎng)絡(luò)衰減的可變電壓，用兩個二極管代替電阻的唯一缺點是可能會增加介入損耗。
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四元二極管pi型衰減器需要一個恒定的電壓V+和一個可變的控制電壓Vc。對于1.25V的V+，可變控制電壓的范圍為0V到大約5V。電壓V+的值代表了回程損耗與控制電壓范圍之間的一個折衷，更低的V+可以降低回程電壓，但同時也會使控制電壓的工作范圍縮小。
本文中介紹的衰減器是在8mm厚的RF4型印刷電路(PCB)上實現(xiàn)的。RF4具有良好的機械穩(wěn)定性和耐久性，成本低，但其損耗大，難于控制，而且介質(zhì)系數(shù)與工作頻率密切相關(guān)。另一方面，玻璃纖維增強型聚四氟乙烯(PTEE)PCB材料具有良好的高頻特性，但是相對昂貴一些，機械穩(wěn)定性也比較差，不適合于某些表面貼裝工藝。選用針對高頻工作要求進行了優(yōu)化的PCB基底材料可以改善高頻性能，各種測量參數(shù)對頻率的依賴程度受到與HSMP-3816二極管四元組、PCB、其它元件及連接器相關(guān)的寄生效應(yīng)的影響。
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