כמה משפיעה ליניאריות של דיודות סיכות משפיעות על איכות התקשורת?

ניתוח המאפיינים הליניאריים של דיודה סיכה
1. הגדרה ובדיקה שיטת ליניאריות
לינאריות מתייחסת למידת הקשר הליניארי בין אות הפלט של מכשיר לאות הקלט, המאופיינת בדרך כלל על ידי פרמטרים כמו נקודת דחיסה 1dB (P1DB) ושלישית - הזמנת נקודת ניתוק אינטרמולציה (IP3). שיטות הבדיקה כוללות בדיקות צליל כפול (יישום שני אותות תדרים של שני משרעת שווה {}}} ובדיקת מנתח רשת וקטור. לקיחת סדרת AVAGA HSMP-381X כדוגמה, ה- IP3 שלו יכול להגיע ל +50 DBM, שהוא 15dB גבוה יותר מאשר דיודות שוטקי רגילות.
2. מנגנון דור לא לינארי
אי -לינאריות של דיודות סיכה מקורן בעיקר ב:
רקומבינציה של מוביל שכבה מהותית: חיי המנשא של שכבת I הם בערך 10Ns, ותהליך השילוב הלא -שלם תחת אותות תדר גבוה {}} מוביל לאי -ליניאריות.
אפנון קיבולת צומת: כאשר מוטה הפוך, קיבול הצומת משתנה עם מתח, ומייצר המרת AM -} pM תחת הפעולה של אותות RF.
אפקט תרמי: אותות הספק גבוהים גורמים לעלייה בטמפרטורת הצומת, עם קצב ירידה במתח קדימה של -2mV/ מעלה.
3. גורמים משפיעים
I - עובי שכבה: ככל ששכבה I - עבה יותר, כך זמן מעבר המנשא ארוך יותר והאי -ליניאריות נמוכה יותר. עובי השכבה I - של HSMP - 3816 מגיע ל -10 מיקרומטר, והליניאריות שלו טובה יותר מזו של מכשירים בעובי שכבה של 3 מיקרומטר.
זרם הטיה: כאשר זרם הטיה קדימה עולה מ- 1MA ל- 10MA, IP3 עולה בערך 6dB.
טמפרטורה: בטווח טמפרטורה של -40 מעלות לתואר +85, וריאציה IP3 של המכשיר יכולה להגיע ל- ± 3dB.
ההשפעה של ליניאריות על איכות התקשורת
1. עיוות אות
עיוות משרעת: לא לינארי גורם לעיוות מעטפת האות והידרדרות של קצב שגיאת הסיביות (BER). תחת אפנון של 16QAM, עבור כל ירידה של 10dB ב- IP3, ה- BER גדל בסדר גודל אחד.
עיוות פאזה: AM - המרת PM גורמת לסיבוב קונסטלציה, ומשפיעה על ביצועי הדמולציה. במערכת 64QAM, לכל עלייה של תואר אחד ברעש הפאזה, ה- EVM מתדרדר ב- 0.5%.
2. הפרעות בין -מודוליות
אינטר -מודולציה של סדר שלישי (IM3): בבדיקת טון כפול, מוצרי IM3 עשויים ליפול אל פס התדרים המקבל. בתחנות בסיס FDD, תדירות ההבדל בין מוצרי IM3 לאותות מתנד מקומיים עשויה להפריע ל- UPLINK.
אפנון חוצה (XM): אותות הפרעות חזקות מווסתות על אותות שימושיים באמצעות מכשירים לא לינאריים. במערכות Wi Fi 6E, מוצרי XM עשויים לגרום לירידה של 20dB ביחס הפרעות הערוץ הסמוך (ACIR).
3. דחיסת טווח דינמי
נקודת דחיסה 1DB: כאשר כוח הקלט עולה על P1DB, צמיחת כוח הפלט מאטה. במקלטים מכ"ם, עבור כל ירידה של 1dB ב- P1DB, המרחק המקסימלי הניתן לגילוי יורד ב- 6%.
אפקט חסימה: אותות הפרעות חזקות רוויות את הקצה הקדמי של המקלט, מה שמוביל לירידה ברגישות. במערכות 5G NR, אותות חסימה עלולים להשפיל את הרגישות על ידי 30dB.
ניתוח מקרה של יישום תעשייה
1. 5 g מתג RF תחנת בסיס
יצרן ציוד מסוים משתמש בדיודה PIN מסדרת HSMP-3816 כדי לתכנן מתגי RF, ומשיג:
אובדן הכניסה: 0.3dB (ערך טיפוסי)
רמת בידוד: 45dB
IP3: +52 dbm
בהשוואה למתגי MESFET GAAS מסורתיים, המוצר הבין -מודולציה מצטמצם ב- 15dB, וכתוצאה מכך עלייה של 8% ברדיוס כיסוי תחנות הבסיס.
2. מחלל תקשורת לווייני
מטען לוויין מסוים משתמש במנחה משתנה של דיודה כדי להשיג:
טווח הנחתה: 0-30dB
שטוחות הנחתה: ± 0.5dB
IP3: +48 dbm
במצב הפעלה רב -מוביל, EVM עבר אופטימיזציה מ- 3.5% ל- 1.2%, ועומד בדרישות ה- DVB - תקן S2X.
3. מגביל מערכת מכ"ם
מכ"ם מערך שלב משתמש במגבלת דיודה סיכה כדי להשיג:
הגבלת סף: +20 dbm
אובדן הכניסה: 0.8dB
זמן התאוששות: 10Ns
בסביבות הפרעות חזקות, היעילות הקדמית - יעילות ההגנה על הקצה של המקלט מוגברת ב- 90%, וההסתברות לגילוי היעד מוגברת ב- 15%.
אסטרטגיית אופטימיזציה והתקדמות טכנולוגית
1. אופטימיזציה לרמת המכשיר
חדשנות חומרית: באמצעות דיודות סיכות מבוססות סיליקון קרביד (SIC), מתח הפירוק מוגבר ל 1200 וולט, וה- IP3 יכול להגיע ל- +60 dBM.
תכנון מבני: פיתוח דיודה סיכה משולבת שלוש - עם קיבול צומת מופחת של 0.2pf ו- AM - מקדם ההמרה של PM של פחות מ- 0.5 מעלות /dB.
2. אופטימיזציה ברמת המעגל
פיצוי הטיה: מעגל הטיה לפיצוי טמפרטורה משמש כדי להבטיח כי התנודה של IP3 בטווח הטמפרטורה של -40 מעלות ל +85 היא פחות מ- ± 1dB.
טכניקת לינאריזציה: הצגת לולאת משוב שלילית במנחה כדי לייעל את שטוח ההנחתה ל ± 0.2dB.
3. אופטימיזציה ברמת המערכת
עיוות טרום דיגיטלי (DPD): בשילוב עם מודל לא לינארי של דיודה, ה- ACLR של המשדר מוגבר ב- 25dB.
בקרה אדפטיבית: התאם באופן דינמי את זרם ההטיה על סמך כוח האות כדי להגדיל את P1DB על ידי 3DB.
https://www.trrsemicon.com/transistor/small {2} }signal- transistor/small {} }signal- transistors {{}} mmbta42.html