Koliko linearnost PIN dioda utječe na kvalitetu komunikacije?

Analiza linearnih karakteristika PIN diode
1. Definicija i testiranje linearnosti
Linearnost se odnosi na stupanj linearnog odnosa između izlaznog signala uređaja i ulaznog signala, obično karakterizirane parametre kao što su 1dB kompresijska tačka (P1DB) i treće - naručiti intermodulaciju (IP3). Načini testiranja uključuju dvostruko testiranje tona (nanošenje dva jednaka amplituda visokog - frekvencijskog signala) te testiranje analizatora vektorske mreže. Uzimanje avago HSMP-381x serije kao primjer, njegov IP3 može dostići +50 DBM, što je 15db veće od običnih Schottki dioda.
2. Nelinearni mehanizam generacije
Nelinearnost PIN dioda uglavnom potječe od:
Intrinzički rekombier sloj: Nosač vijek trajanja I sloja je oko 10ns, a nepotpuni proces rekombinacije pod visokim - frekvencijskim signalima dovodi do nelinearnosti.
Modulacija raskrsnice: Kada se obrnute pristrano, spajanje raskrsnice mijenja se naponom, generirajući AM - Pretvorbu pod djelovanjem RF signala.
Termički efekat: High Power signali uzrokuju povećanje temperature spajanja, sa stopom pada napona prema naprijed -2MV / stepenu.
3. Uticajni faktori
I - Debljina sloja: Deblji sloj i -, što je duže tranzitno vrijeme prijevoznika i donja nelinearnost. The I - debljina HSMP-a - 3816 doseže 10 μ m, a njena je linearnost bolja od one od uređaja debljine I-sloja od 3 μ m.
Struja pristranosti: Kada se stručna predsobna predsoblje povećava od 1mA do 10mA, IP3 se povećava za oko 6dB.
Temperatura: unutar temperaturnog raspona od -40 stepena do +85 stepen, IP3 varijacija uređaja može dostići ± 3db.
Uticaj linearnosti na kvalitetu komunikacije
1. Iskrivljenje signala
Iskrivljenost amplitude: nelinearno uzrokuje izobličenje signala i pogoršanje bitne brzine greške (BER). Pod 16qAM modulacijom, za svaki pad od 10 dB u IP3, BER se povećava po jednom redoslijedu veličine.
Fazno izobličenje: AM - Pretvaranje premijera uzrokuje rotaciju sazvežđa, utičući na performanse demodulacije. U 64QM sistemu za svakih 1 stepena povećanja fazne buke, EVM se pogoršava za 0,5%.
2. Intermodulaciono smetnje
Intermodulacija trećeg reda (IM3): U ispitivanju dvostrukog tona, IM3 proizvodi mogu pasti u frekvencijsku pojasu. U baznim stanicama FDD, frekvencija razlike između IM3 proizvoda i lokalnih signala oscilatora može se miješati u vezanje.
Prekrižja modulacija (XM): Jaki smetnji signali moduliraju se na korisne signale putem nelinearnih uređaja. U WI FI 6E sistemima XM proizvodi mogu prouzrokovati smanjenje od 20 dB u susjednom omjeru smetnji kanala (ACIR).
3. Kompresija dinamičkog raspona
1DB tačka kompresije: Kada ulazna snaga prelazi P1DB, rast izlaznog napajanja usporava. U ratarcima za svaki pad od 1DB u P1DB-u maksimalna udaljenost za otkrivanje smanjuje se za 6%.
Efekat blokiranja: Jaki smetnji signali zasiću prednji kraj prijemnika, što dovodi do smanjenja osjetljivosti. U 5G NR sistemima, blokiranje signala može degraditi osjetljivost 30db.
Analiza slučajeva industrije aplikacije
1. 5 G Bazni stanica RF prekidač
Izvezna proizvođač opreme koristi PIN diodu HSMP-3816 serije za dizajn RF prekidača, postizanje:
Gubitak umetanja: 0,3db (tipična vrijednost)
Nivo izolacije: 45db
IP3: +52 DBM
U usporedbi s tradicionalnim prekidačima Gaas Mesfet, inducijsko proizvod smanjuje se za 15dB, što rezultira povećanjem od 8% u polumjeru pokrivenosti baznim stanicama.
2. Atenuator satelitske komunikacije
Izvjestan satelitski teret koristi atenuator PIN diode za postizanje:
Raspon prigušivanja: 0-30db
RANOSS ABLINGIJA: ± 0,5dB
IP3: +48 DBM
U režimu rada sa više operatera EVM je optimiziran sa 3,5% na 1,2%, ispunjava zahtjeve DVB-a - S2X standarda.
3. Radarski limitator sistema
Radar u fazi polja koristi ograničenje pinskih dioda za postizanje:
Ograničavajući prag: +20 DBM
Gubitak umetanja: 0,8db
Vrijeme oporavka: 10ns
U snažnim interferencijskim okruženjima, prednja - Ekst zaštita prijemnika povećana je za 90%, a vjerovatnoća za otkrivanje cilja povećana je za 15%.
Strategija optimizacije i tehnološki napredak
1. Optimizacija nivoa uređaja
Materijalne inovacije: koristeći silikonske karbidne (SIC) zasnovene pinske diode, napon oštećenja povećava se na 1200V, a IP3 može dostići +60 DBM.
Strukturni dizajn: Razviti tri dimenzioniranu dimenzioniranu inizonu za dimenzionalnu inizonu sa smanjenim raskrsnicom od 0,2pf i AM {- koeficijent pretvorbe manjim od 0,5 stepeni / dB.
2. Optimizacija nivoa kruga
Nadoknada pristranosti: Krugu za kompenzaciju temperature koristi se za osiguravanje da fluktuacija IP3 unutar temperaturne ponude od -40 stepena do +85 stupnjeva je manja od ± 1dB.
Tehnika linearizacije: uvođenje negativne povratne petlje u prigušivaču kako bi se optimizirala ravnost prigušenja do ± 0.2db.
3. Optimizacija nivoa sistema
Digitalni prekrivanje (DPD): U kombinaciji sa nitidnim modelom diode, akcija odašiljača povećava se za 25DB.
Adaptivna kontrola: Dinamički podesite struju pristranosti na osnovu snage signala da biste povećali P1DB za 3DB.
https://www.trrsemicon.com/transistor/small{.3}psistl /{.{.} trassistor/small{.5}psignal{{OR