淺談如何降低肖特基PIN限幅器損耗

　　除了降低插入損耗外，新的配置也意外地改善了回波損耗(RL, Return Loss)，特別是在1.2GHz到3GHz頻帶范圍變化超過(guò)4dB時(shí)，非常明顯地，新配置的梯型濾波器等效電路會(huì)比原始的分流電容擁有更好的匹配，在回波損耗RL ≤ -10dB點(diǎn)，新配置可以大幅度提高最高頻率限制達(dá)近3倍，由傳統(tǒng)配置的1.1GHz提升到2.9GHz.

　　圖6:傳統(tǒng)和新配置限幅器回波損耗相對(duì)于頻率關(guān)系圖。

　　在900MHz時(shí)，兩個(gè)配置擁有相同的輸入限制閥值，大約為3dBm,如圖7.一個(gè)常被忽略的優(yōu)勢(shì)是，在30dBm輸入功率時(shí)新配置的輸出泄漏功率可以低約4dB,不過(guò)我們無(wú)法解釋這個(gè)改善的背后機(jī)制。

　　圖7:傳統(tǒng)和新配置限幅器于900MHz時(shí)輸出相對(duì)于輸入功率的關(guān)系。

　　為了確保梯型電路不會(huì)影響限幅器瞬態(tài)響應(yīng)的速度，兩個(gè)配置都以10ms的30dBm 900MHz載波爆發(fā)波進(jìn)行評(píng)估，突波泄漏時(shí)間在兩個(gè)配置大約相等，約為2.4μs,如圖8.在爆發(fā)波的終點(diǎn)也觀察到<30ns的相近恢復(fù)時(shí)間，不過(guò)新配置的突波和平緩泄漏振幅相對(duì)較低。

　　圖8:兩個(gè)限幅器配置的瞬態(tài)響應(yīng)比較。

　　結(jié)論

　　相較于原有配置，肖特基PIN限幅器的新電路配置可以同時(shí)改善插入損耗、匹配、帶寬以及泄漏功率，由于采用了二級(jí)管封裝寄生電容來(lái)形成低通梯型濾波器，因此配置的改變并沒(méi)有增加額外的器件，也沒(méi)有加大電路板的占用面積，相同的作法已經(jīng)成功應(yīng)用于降低僅PIN二級(jí)管限幅器的損耗上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示可以在肖特基強(qiáng)化PIN限幅器上取得相同的好處，我們預(yù)期新配置可以改善使用這類(lèi)限幅器無(wú)線通信和NMR/MRI接收器的靈敏度，并且預(yù)測(cè)這個(gè)配置可以帶來(lái)更高頻率的運(yùn)作。

　　附錄：掃描式功率測(cè)量

　　在掃描式功率測(cè)量的上限范圍，飽和限幅器二級(jí)管會(huì)在傳輸線上趨近于短路，圖9中的測(cè)試安排使用隔離器和衰減器來(lái)消除造成圖7中下沉曲線的測(cè)量影響，在受測(cè)器件的輸出使用10dB衰減器取代隔離器是較好的選擇，原因是除了不會(huì)對(duì)受測(cè)器件的阻抗變化造成緩存外，還可避免功率傳感器燒毀。

　　圖9:用來(lái)測(cè)量限幅器輸入輸出功率相對(duì)關(guān)系的測(cè)試安排。