Kako djeluju diode i ograničavajuće krugove zajedno u komunikacijskim sustavima?

一, Karakteristike dioda: fizički osnov ograničavajućih krugova
Jednostavna provodljivost dioda potječe iz prevoznika za distribuciju nosača PN spojeva. Kada napon napredne pristranosti prelazi prag provođenja (oko 0.7V za silikonske cijevi i oko 0,3 V za germanijske cijevi), dioda ulazi u stanje provođenja niske otpornosti; Kada se preokrene pristrano, nosači izoliraju sloj iscrpljenosti, čime se formira visoku rezolucijsku državu. Ova nelinearna karakteristika čini diode prirodnim regulatorom amplitude signala.
U visokoj razini frekvencijskog komunikacije, Schottky Diode postale su preferirana komponenta za ograničavanje krugova zbog njihovog niskog kondukcijskog napona od 0,15-0,45V i brzine odgovora. Na primjer, u milionskim talasnim komunikacijskim sustavima, određena vrsta Schottky Diode može postići gubitak umetanja od -40dbm u frekvencijskom opsegu od 100 GHz, a izdržava se vrhunskog porasta od 30dbm. Zener Diode igraju ključnu ulogu u scenarijima zaštite od prenapona kroz svoje karakteristike stabilizacije napona u obrnutom kvartu. Njihova tačnost napona slona može dostići ± 2%, a vrijeme odziva je manje od 1ns.
2, granična topologija kruga: od osnovnog do napredne
1. Ograničavajući krug serije
Ograničavajući krug serije naprijed povezuje diodnu seriju sa putanjem signala. Kada pozitivni pola ciklusa ulaznog signala prelazi napon provodljivosti, dioda provodi i formira kratki spoj, stezanje izlaznog napona na nivou VF (kondukcijski napon). Ograničavajući krug obrnutog serije postiže ograničavanje negativne polovine ciklusa obrnutim spojnim diodama. Određeni RF front - krajnji modul prihvaća konstrukciju dvostruke diode za postizanje dvosmjernog ograničavanja od ± 1,5 V u frekvencijskom opsegu od 2,4 GHz, sa gubitkom umetanja od samo 0,5db.
2. Paralelni ograničavajući krug
Paralelni ograničavajući krug postiže ograničenje povezivanje dioda paralelno sa opterećenjem. Naprijed paralelnoj strukturi, kada ulazni napon prelazi (VBIAS + VF), dioda provodi drhtanje, ograničavajući izlazni napon ispod ovog praga. Prijemnik satelitske komunikacije usvaja paralelni ograničavajući krug s naponom pristranosti 2V, koji počinje ograničiti kada ulazni signal dosegne 2,7 V, učinkovito štiteći stražnju postenu LNA (nisko pojačalo) od jake smetnje.
3. Dvosmjerni ograničavajući krug
Kombinirani dvosmjerni granični krug postiže kontrolu amplitude pune frekvencije parivom naprijed i obrnuto diode. PA (Pojačano pojačalo) modul određene bazne stanice od 5G usvaja četvero Dinamičku konstrukciju mosta za postizanje dinamičkog raspona kontrole od ± 10dbm u frekvencijskom opsegu od 28GHz, sa ograničavajućim tačnošću bolje od ± 0,3db. Krug optimizira parametre parametara parazita za kontrolu fluktuacije grupe u okviru ± 5ps, ispunjavajući strogi vremenski zahtjevi 5G NR signala.
3, kolaborativni mehanizam rada: umjetnost dinamičke ravnoteže
1. Scenarij zaštite signala
U radarskom scenariju impulsa, vrhunska snaga ulaznog signala može dostići +40 DBM, dok je ulazni dinamički raspon nizvodnog ADC-a samo -10dbm do +10 dbm. Ograničavajući krug postiže zaštitu kroz ocjenu ograničavajuće strategije: prva faza koristi Schottky diode za grubo ograničavanje, suzbijanje vršne vrijednosti u +20 dbm; Druga faza koristi Zener Diod za postizanje precizne amplitude ograničavajuće, što rezultira stabilnim izlazom od +10 dbm. Podaci o ispitivanju određene vojne komunikacijske opreme pokazuju da ova shema smanjuje bitnu brzinu greške opreme od 10 ⁻³ na 10 ⁻⁹ u jakim interferencijskim okruženjima.
2. Kontrola dinamičkog raspona
U OFDM komunikacijskim sistemima, vrh u prosječnom omjeru snage (PAPR) može dostići 12 dB, što predstavlja ozbiljan izazov linearnosti PA. Ograničavajući krug smanjuje se PAPR kroz umjereno kliping i postiže ravnotežu između efikasnosti i linearnosti kroz digitalnu prekrivanje (DPD) tehnologiju. Određena 5G bazna stanica PA usvaja ograničavajuća shema optimizacije DPD-a, postižući efikasnost odvodnje od 45% u frekvencijskom opsegu od 28 GHz, a ACPR (susjedni omjer kanala) koji je 10db veći od tradicionalne sheme.
3. Primjena suzbijanja buke
U prijemnicima dubokim svemirskim komunikacijama, ograničavajući krug štiti nizbrdog kruga potiskivanjem naglih impulsa buke. Prijemnik određenih Mars Rover prihvaća adaptivni ograničavajući krug. Kada amplituda ulaznog signala prelazi prag (postavljen kao sredst +6 Σ), automatski počinje ograničiti i aktivirati algoritam suzbijanja buke. Izmjereni podaci pokazuju da ova shema poboljšava signal - u - omjer buke sustava od 8DB i proširuje efikasnu udaljenost od prijem za 20% pod jakom solarnom smetnjem vjetra.
4, Trendovi tehnološke evolucije
1. Materijalne inovacije
Diode galijum nitrid (GAN) postepeno zamjenjuju tradicionalni silikonski - uređaje zbog njihove čvrstoće na polju visokog sloma (3,3mV / cm) i brzine zasićenosti elektrona (2,7 × 10 ⁷ cm / s). Određeni 6G prototipski sustav koristi GAN ograničavajuće diode za postizanje vršne mogućnosti prerade energije od 5W u frekvencijskom opsegu od 140GHz, što je 10 puta veće od silikonskih uređaja.
2. Integrirani razvoj
Jednostruki čip mikrovalni integrirani krug (MMIC) tehnologija omogućava - Chip integraciju ograničavajućih krugova sa LNA, PA i drugim modulima. Izvesni 28GHz 5G prednji čip - End Chip prihvaća 0,13 μ M Sige Bicmos tehnologiju, integrirajući ograničavajući krug, LNA i uključi na 2 mm × 2 mm čip, smanjujući gubitak u umetanje na 1,2 dB i potrošnju energije na samo 80MW.
3. Inteligentna kontrola
Adaptivni klip za kliping zasnovan na stroju se pojavljuju. Određeni 6G sistem prototipa dinamički prilagođava pragov i vremenu oporavka praćenjem statističkih karakteristika signala u realnom vremenu, uz održavanje integriteta signala, smanjujući izobličenje isječaka na jednu - trećinu tradicionalnog rješenja.
https://www.trrsemicon.com/transistor/P{.2}h kannel{!{3}pstghddd{.15}masfet{{.5},35141.html