Attenuator Amrywiol: Mathau a Defnydd

A gwanhadwr newidiolyn gydran RF/microdon goddefol neu weithredol a gynlluniwyd i leihau osgled signal o swm y gellir ei reoli tra'n cynnal cyfatebiad rhwystriant derbyniol ar draws ei lled band gweithredu. Yn wahanol i wanhadyddion sefydlog, sy'n darparu un golled mewnosod a bennwyd ymlaen llaw, mae gwanhau newidiol yn caniatáu addasu-naill ai'n barhaus neu'n arwahanol- lefelau gwanhau sy'n amrywio'n nodweddiadol o agos at{3}}sero i 30 dB neu fwy, yn dibynnu ar dopoleg a gofynion y cymhwysiad. Mae'r ddyfais yn canfod cymhwysiad critigol mewn dolenni rheoli enillion awtomatig, rheoleiddio pŵer trosglwyddydd, estyniad amrediad deinamig derbynnydd, ac offeryniaeth prawf lle mae trin lefel signal manwl gywir yn hanfodol.

Byddaf yn onest: roedd y gwanhadwr newidyn cyntaf i mi ei nodi mewn dyluniad yn drychineb. Nid oherwydd bod y rhan yn ddrwg-roedd y daflen ddata yn edrych yn berffaith. 0.5 camau dB, ystod 31.5 dB, DC i 4 GHz. Yr hyn nad oedd y daflen ddata yn ei bwysleisio oedd yr amrywiad colled mewnosod ar draws tymheredd. Roeddem yn adeiladu uned awyr agored ar gyfer system ôl-gludo diwifr. Aeth profion yr haf yn iawn. Ym mis Ionawr yn Minnesota, roedd y peth yn 1.8 dB i ffwrdd ar y gwanhad mwyaf. Aeth y ddolen AGC yn wallgof wrth geisio gwneud iawn.

Costiodd y wers sbin bwrdd a chwe wythnos i ni. Nawr rwy'n gwirio tri pheth cyn i mi hyd yn oed edrych ar yr ystod gwanhau:

Colli mewnosodiad yn y cyflwr gwanhau lleiaf. Dyma'ch cosb sylfaenol-rydych yn ei thalu drwy'r amser.

delta colled mewnosod ar draws yr ystod tymheredd llawn. Wedi'i gladdu ar dudalen 14 o'r daflen ddata, fel arfer.

VSWR yni gydcyflyrau gwanhau, nid dim ond yr un maen nhw'n ei ddewis ar gyfer y dudalen flaen.

Mae popeth arall yn eilradd.

Mae'r rhan fwyaf o beirianwyr RF yn cyrraedd am attenuators deuod PIN yn gyntaf, ac am reswm da. Mae'r ffiseg yn gain: chwistrellu cerrynt i'r rhanbarth cynhenid, dargludedd yn cynyddu, ymwrthedd RF yn gostwng. Gwrthdroi'r gogwydd a byddwch yn cael rhwystriant uchel. Lliniwch ychydig o'r rhain mewn rhwydwaith pi neu ti gyda chydweddiad cywir, ac mae gennych wanhad newidiol parhaus wedi'i reoli gan foltedd neu gerrynt DC.

Mae'r ystod amledd yn wirioneddol drawiadol. Mae DC i 40 GHz yn gyraeddadwy gyda dyluniad da. Mae rhai rhannau arbenigol yn gwthio heibio 50 GHz. Mae'r Skyworks SKY12347-362LF, yr wyf wedi'i ddefnyddio yn ôl pob tebyg mewn dwsin o ddyluniadau, yn cwmpasu DC i 6 GHz gyda thua 32 dB o ystod. Rhan solet. Ddim yn gyffrous, ond yn gadarn.

Dyma beth nad ydyn nhw'n ei ddweud wrthych chi yn nodiadau'r cais: Mae deuodau PIN yn cael effaith cof ar amleddau isel. O dan tua 10 MHz, nid yw'r tâl sydd wedi'i storio yn y rhanbarth cynhenid yn clirio'n ddigon cyflym rhwng cylchoedd RF, ac mae eich gwanhad yn dod yn dibynnu ar lefel y signal. Rwyf wedi gweld trydedd -naid ystumio archeb 15 dB mewn dyluniad a oedd i fod i drin 1 MHz i 2 GHz. Roedd y trwsiad yn ychwanegu hidlydd pasio uchel at y mewnbwn-nad oedd y pensaer system yn hapus yn ei gylch.

Cyfernod tymheredd yw'r gotcha arall. Mae gwanhadyddion PIN cyfredol a reolir yn drifftio oherwydd bod gwrthiant y deuod yn erbyn-cromlin gyfredol yn newid gyda thymheredd. Mae fersiynau a reolir gan foltedd ychydig yn well ond nid ydynt yn imiwn. Cyllideb 0.02-0.05 dB/ gradd at ddibenion cynllunio. Mewn cymhwysiad mesur manwl gywir, nid yw hynny'n ddibwys.

Variable Attenuator

Anifail hollol wahanol. Mae DSAs yn newid rhwng segmentau gwanhau sefydlog gan ddefnyddio switshis FET neu MEMS. Rydych chi'n anfon gair digidol cyfochrog neu gyfresol, ac mae'r rhan yn dewis pa gyfuniad o badiau gwrthiannol sydd yn y llwybr signal.

Y da: Mae ailadroddadwyedd yn eithriadol. Mae cyflwr 01101 yn rhoi'r un gwanhad i chi heddiw, yfory, a'r flwyddyn nesaf. Gwarantir undonedd gan ddyluniad-mae pob did yn ychwanegu ei gynyddran penodedig. Mae cyflymder newid yn amrywio o nanoseconds (GaAs FET) i ficroseconds (MEMS), yn ddigon cyflym ar gyfer rheolaeth pŵer byrstio TDMA.

Y drwg: Rydych chi'n sownd â chamau arwahanol. Mae DSA 6-did yn rhoi cydraniad 0.5 dB i chi, sy'n swnio'n iawn nes bod angen 7.3 dB arnoch a bod yn rhaid i chi ddewis rhwng 7.0 a 7.5. Mewn dolen AGC, mae'r meintioliad hwn yn creu cylchoedd terfyn. Mae'r ddolen yn hela rhwng dwy dalaith am byth, byth yn setlo. Rwyf wedi "datrys" hyn trwy ychwanegu -ystod fach VVA analog ar ôl y DSA-crai, ond mae'n gweithio.

Yr hyll: Yn glitches yn ystod trawsnewidiadau did. Pan fydd DSA yn newid o 01111 (15.5 dB) i 10000 (16 dB), mae yna foment-efallai 5 ns, efallai 50 ns-lle mae'r switshis mewnol rhwng cyflwr a'r gwanhad yn mynd i rywle anniffiniedig. Fel arfer yn is na'r naill bwynt terfyn neu'r llall, sy'n golygu bod pigyn pŵer yn taro'ch mwyhadur i lawr yr afon. Mae PE43711 o pSemi yn trin hyn yn well na'r rhan fwyaf gyda phensaernïaeth "glitch-llai", ond nid yw'n hud. Mae egni dros dro o hyd.

Mae attenuator 6-did gyda 0.5 dB LSB yn rhoi ystod 31.5 dB. Safon bert.

Felly pam mae rhannau 7-did yn bodoli? Dau reswm. Yn gyntaf, datrysiad manylach: mae camau 0.25 dB yn gadael i chi docio enillion y system yn fwy manwl gywir. Yn ail-ac mae hyn yn llai amlwg-gall y darn ychwanegol gael ei ddefnyddio ar gyfer dileu swydd. Mae rhai gweithgynhyrchwyr yn gadael ichi ddewis rhwng defnyddio pob un o'r 7 did ar gyfer camau 0.25 dB neu ddefnyddio 6 did ar gyfer camau 0.5 dB gyda'r 7fed did fel "trim cain" sy'n gwrthbwyso'r gromlin gyfan. Yn ddefnyddiol ar gyfer gwneud iawn am amrywiad o ran-mewn cynhyrchiad.

Arloesodd Peregrine (pSemi bellach) y broses UltraCMOS a wnaeth DSAs silicon perfformiad uchel yn ddichonadwy. Cyn hynny, os oeddech chi eisiau lled band difrifol roeddech chi'n prynu GaAs, a oedd yn golygu cyflenwadau $$$ a 5V. Daeth y PE4312 a'i ddisgynyddion â DSAs 50-ohm i dir CMOS 3.3V. Wedi newid economeg llawer o ddyluniadau.

Addawodd systemau microelectromecanyddol chwyldroi gwanhau RF. Switsys corfforol bach, yn eu hanfod yn berffaith pan fyddant ar gau, yn eu hanfod ar agor pan fyddant ar agor. Dim parasitiaid lled-ddargludyddion. Cyswllt Ohmic.

Mae'r ddamcaniaeth yn dal i fyny. Mae gwanwyr MEMS yn cyflawni colled mewnosod a llinoledd na all silicon ei gyffwrdd. Mae'r Dyfeisiau Analog ADRF5720 yn gweithredu i 40 GHz gyda cholled mewnosod tebyg 1.5 dB. Rhowch gynnig ar hynny gyda switsh FET.

Ond-ac mae hwn yn fawr ond-mae dibynadwyedd yn parhau'n ddadleuol. Mae switshis MEMS yn symud yn gorfforol. Mae rhannau symudol yn gwisgo allan. Mae gweithgynhyrchwyr yn hawlio biliynau o gylchoedd, ac mewn amodau labordy anfalaen mae'n debyg eu bod yn eu cael. Mewn cais gyda beicio thermol, lleithder, dirgryniad? Rwy'n amheus. Rwyf wedi gweld union un gwanhadwr MEMS mewn dyluniad cynhyrchu rydw i wedi gweithio arno, ac roedd hynny mewn offeryn prawf lle roedd y gyfradd newid efallai ychydig o weithiau yr eiliad. Ar gyfer gorsaf sylfaen cellog sy'n gwneud miloedd o addasiadau pŵer yr eiliad ... gofynnwch i mi eto ymhen pum mlynedd.

Mae problem pecynnu hefyd. Mae dyfeisiau MEMS angen selio hermetig neu mae'r aer llaith yn mynd i mewn ac mae pethau'n cyrydu neu'n glynu. Mae pecynnau hermetic yn costio arian. Mae'r cynnig gwerth cyfan yn dechrau siglo pan ddaw eich "$15 MEMS yn marw" mewn "pecyn hermetig $8" gyda "cost cydosod $12."

Variable Attenuator

Ewch i unrhyw labordy prawf RF ac fe welwch wanhadwyr ceiliog cylchdro yn y llinell raddnodi. Mae'r bwystfilod waveguide hyn-yn cylchdroi cerdyn gwrthiannol yn gorfforol i newid faint o signal y mae'n ei ryng-gipio-yn cynnig trachywiredd y mae gwanhau electronig yn ei chael hi'n anodd ei baru.

Weinschel 953 gyfres. Hewlett-Packard 355C/D (ie, HP, nid Agilent neu Keysight-mae'r pethau hyn mor hen â hynny ac yn dal i weithio). Unedau canllaw tonnau manwl Flann Microdon. Maent yn drwm, yn araf, yn ddrud, ac yn gwbl ddibynadwy. Pan fydd angen cyfeirnod 40 dB arnoch yn gywir i ±0.1 dB o 18 i 26.5 GHz, nid ydych chi'n cyrraedd am lled-ddargludydd.

Ar gyfer defnydd mainc, mae'r gwanwyr cam â llaw gyda deialau stopio clicio yn parhau i fod yn rhyfedd o berthnasol. Gellir cael hen Kay 1/839 am $50 ar eBay ac mae'n darparu 1 cam dB i 79 dB gyda gwell cyfatebiaeth na'r rhan fwyaf o DSAs integredig. Mae'r rhyng-gysylltiadau yn ychwanegu colled y bydd angen i chi ei raddnodi, ond ar gyfer arbrofion cyflym, maen nhw'n berffaith.

Rwy'n cadw JFW 50R-142 yn fy nrôr desg. Cyfechelog sefydlog 50-ohm, gradd DC-2 GHz, camau o 0 i 110 dB mewn cynyddrannau 1 dB. Rhwydweithiau gwrthyddion manwl gywir yw'r switshis, nid lled-ddargludyddion. Mae wedi'i adeiladu fel tanc a bydd yn para'n hirach na mi.

Byd gwahanol. Mewn systemau ffibr, rheolir gwanhau ar yr haen optegol, ac mae'r mecanweithiau'n hynod ddiddorol.

VOAs seiliedig ar MEMSdefnyddio drych gogwyddo. Mae golau yn dod i mewn o'r ffibr mewnbwn, yn taro'r drych, yn adlewyrchu tuag at y ffibr allbwn. Gogwyddwch y drych ychydig ac mae rhywfaint o olau yn methu'r craidd allbwn. Ei ogwyddo mwy, mwy o olau yn colli. Rheolaeth analog, cyflymder rhesymol, ailadroddadwyedd rhagorol. Yn ei hanfod, DiCon MEMS VOA oedd safon y diwydiant am ddegawd.

VOAs crisial hylifolmanteisio ar polareiddio. Mae grisial hylif yn cylchdroi cyflwr polareiddio golau pasio; yna mae polarydd yn gwanhau yn seiliedig ar ongl y cylchdro. Dim rhannau symudol o gwbl. Arafach na MEMS, ond yn fecanyddol atal bwled.

Mae yna hefydgratio Bragg ffibr amrywiolymagweddau aamsugniad a reolir yn electronig-mewn ffibrau arbenigol, ond mae'r rhain yn arbenigol. MEMS neu LC yw'r rhan fwyaf o VOAs telathrebu y byddwch yn dod ar eu traws.

Mae colled mewnosod yn bwysig iawn yma oherwydd eich bod yn aml mewn cadwyn o rychwantau chwyddedig. Mae pob 0.5 dB rydych yn ei wastraffu yn y VOA yn 0.5 dB o OSNR na fyddwch byth yn ei gael yn ôl. Mae VOAs MEMS da yn cyflawni IL o dan 0.8 dB; rhai rhad yn taro 1.5 dB neu waeth.

Ychydig o bethau yr hoffwn pe bai rhywun wedi dweud wrthyf yn gynharach:

Nid yw paru gwanwyr â rhwystriant system yn ddewisol.

Ydy, mae eich DSA wedi'i "raddio ar gyfer 50 ohms." Ond os yw llinellau trawsyrru eich bwrdd mewn gwirionedd yn 52 ohm oherwydd bod eich pentwr wedi dod i mewn oddi ar-darged, fe welwch crychdonni yn S21 ar draws amlder a fydd yn eich gyrru'n wallgof yn ystod y nodweddu. Nid bai'r gwanhawr yw hyn.

Mae manylebau trin pŵer yn rhagdybio heatsuking perffaith.

Mesurwyd y raddfa "mewnbwn 1W max" gyda'r bwrdd gwerthuso wedi'i bolltio i floc alwminiwm. Ar eich PCB gwirioneddol gyda 1 owns o gopr a dim vias thermol? Mae'n debyg eich bod yn ddiogel i 0.4W. Efallai.

Mae rhyngwyneb rheoli yn bwysicach nag yr ydych chi'n ei feddwl.

Mae angen 6{-7 GPIO ar ryngwyneb DSA cyfochrog. Os yw eich microreolydd wedi'i gyfyngu gan GPIO, rydych chi nawr yn ychwanegu cofrestr shifft neu ehangwr I²C. Mae DSAs rhyngwyneb cyfresol yn osgoi hyn ond yn ychwanegu cuddni. Mewn dolen AGC gyflym, gallai'r hwyrni hwnnw fod yn bwysig. Gwiriwch y diagramau amseru.

Ysgrifennir nodiadau cais gwerthwr gan bobl sydd am werthu rhannau i chi.

Maent yn dangos y bwrdd euraidd, y cynllun perffaith, yr amodau delfrydol. Bydd eich milltiredd yn amrywio. Darllenwch nodyn yr app ar gyfer cysyniadau, yna gwiriwch â'ch mesuriadau eich hun.

Nid ardystiadau yw'r rhain-Nid oes gennyf unrhyw berthynas ariannol ag unrhyw wneuthurwr-dim ond arsylwadau o'r adeiladau a anfonwyd.

CanysDSAs o dan 6 GHz: pSemi PE43711 (31.5 dB, 0.25 dB camau, glitch-gwrthsefyll) neu y PE4312 rhatach (31.5 dB, 0.5 dB camau). Mae'r ddau yn gweithio. Mae gan y ddau quirks. Mae gan y ddau ddigon o hanes marchnad y mae'r gwall yn hysbys.

Canysgwanhau parhaus (VVAs): Y gyfres Mini-Circuits ZX76 pan fo'r gyllideb yn caniatáu. Skyworks SKY12347 pan nad yw'n gwneud hynny. Nid yw'r naill na'r llall yn berffaith ar draws tymheredd. Cynlluniwch yn unol â hynny.

Canyshigh frequency (>20 GHz): Yn onest, rwy'n galw'r gwneuthurwr ac yn cael sgwrs. Mae gan Dyfeisiau Analog a Qorvo rannau, mae'r dewis yn brin, ac mae'r dewis "cywir" yn dibynnu'n fawr ar eich gofynion penodol. Nid electroneg defnyddwyr-ar don milimetrau yw hyn, mae popeth wedi'i deilwra.

Canystelathrebu optegol: Mae DiCon ac Agiltron wedi bod yn ddibynadwy. Mae JDS Uniphase (Viavi bellach) yn gwneud pethau da ond mae'r llinellau cynnyrch wedi darnio trwy gaffaeliadau amrywiol. Gwiriwch pwy sy'n gwasanaethu'r rhan nawr cyn ymrwymo.

Mae ESD yn lladd gwanwyr lled-ddargludyddion. Nid yw hyn yn newyddion. Yr hyn sy'n cael ei drafod llai: gall y methiant fod yn gynnil. Rwyf wedi gweld rhannau sy'n dal i "weithio" ar ôl digwyddiad ESD ond sydd wedi diraddio llinoledd neu wedi symud graddnodi gwanhau. Os bydd eich system yn methu'n sydyn â phrofion EMC chwe mis i mewn i'r cynhyrchiad, ac nad ydych wedi newid dim, ewch i wirio'r gwanhawr. Yn enwedig os bydd eich tŷ cydosod yn newid gweithdrefnau trin.

Mae deuodau PIN yn methu'n osgeiddig-drifftiau gwanhau, afluniad yn cynyddu-ond anaml y byddant yn marw'n sydyn. Mae switshis FET mewn DSAs yn methu'n galed. Un switsh siorts, mae eich gwanhad yn anghywir o 4 dB, ac oni bai eich bod yn monitro ar gyfer hynny, mae'r system yn camymddwyn yn ddirgel.

Mae methiannau MEMS yn dueddol o fod yn fethiannau "sownd". Mae'r switsh yn stopio newid. Yn dibynnu ar ba safle y mae'n aros ynddo, byddwch naill ai'n cael sianel farw neu lwybr yn barhaol-. Dylid ymarfer offer prawf gyda gwanwyr MEMS yn rheolaidd; gall switshis sy'n eistedd mewn un sefyllfa am fisoedd ddatblygu "stiction."

Dydw i ddim wedi gweithio o ddifrif gydayn seiliedig-ferritegwanhau newidiol. Mae'r ddamcaniaeth yn cŵl-yn fagnetig-amsugniad wedi'i diwnio-ond mae'r rhannau rydw i wedi'u gweld yn fawr, pŵer-yn newynog (mae angen cerrynt ar yr electromagnet), ac yn gyfyngedig i weithrediadau waveguide. Efallai y bydd cymwysiadau lle maen nhw'n ddelfrydol. Nid wyf wedi dod ar draws un yn bersonol.

Seiliwyd grafffenmae gwanwyr yn bodoli mewn llenyddiaeth academaidd. Mae'n debyg bod y tunability yn dod o amrywio lefel Fermi ac felly'r dargludedd. Byddaf yn credu ei fod yn cynhyrchu-yn barod pan fydd Digi-Key yn ei stocio.

Mae yna waith ar hefydgwedd-newid deunyddiauar gyfer newid a gwanhau RF. Y syniad yw y gellir toglo rhai deunyddiau rhwng cyflyrau amorffaidd a grisialaidd gan ddefnyddio corbys thermol, gyda phriodweddau RF hynod wahanol ym mhob talaith. Dyddiau cynnar.

Felly dyna'r dirwedd fel yr wyf yn ei weld: deuodau PIN ar gyfer rheolaeth analog, DSAs ar gyfer cywirdeb digidol, MEMS ar gyfer pan fydd angen y manylebau gorau absoliwt arnoch, mecanyddol ar gyfer graddnodi a mesureg, optegol ar gyfer systemau ffibr. Mae gan bob un gyfaddawd. Nid oes yr un yn gyffredinol. Mae'r peirianwyr gorau rwy'n eu hadnabod yn dewis y dechnoleg yn seiliedig ar yr hyn y gallant ei oddef methu, nid dim ond yr hyn sy'n gweithio orau ar y diwrnod cyntaf.

Os cymerwch un peth o hyn: profwch dros dymheredd. Profwch ar gorneli'r ystod gwanhau. Profwch yr amleddau sy'n bwysig i chi mewn gwirionedd, nid dim ond lle mae'r daflen ddata yn edrych yn harddaf. Efallai y bydd y rhan sy'n gweithio'n berffaith ar 25 gradd ac 1 GHz yn eich bradychu ar -20 gradd a 5.8 GHz.

Gofynnwch i mi sut yr wyf yn gwybod.