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射频开关的分类与应用

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在测试系统中的射频开关或者是开关矩阵被广泛使用.在研发调试阶段和生产测试阶段, 都可以看到RF开关在设备与被测件之间连接, 切换高频信号.目前, 有很多不同类型的RF开关涌现, 而如何选择正确的RF开关就成了硬件研发工程师和测试工程师的需要考虑的问题.下面的内容就是对目前业内常见及常用的RF开关的特点进行分类和总结.

现今,有三种主流的技术被应用在RF开关,即固态式,机电式和机械式.下面就这三种类型的开关的性能及基本工作原理做一写描述.

固态式RF开关

固态RF开关主要有两种类型:场效应管(FET)PIN二极管.作为开关的应用两者都有很长的时间.下面是它们的特点的介绍

1. PIN二极管

有两中基本的方法可以实现切换.在传输线中串联时, PIN二极管正向偏置时RF信号可以被传输通过; 而反向偏置时信号则反射回来.在传输线中并联时, PIN二极管是反向偏置时, RF信号可以传输通过; 而正向便置时RF信号会被反射回来.图一就是一个简单配置图, 通过一个或多个PIN二极管就可以实现单刀单掷 (SPST) 开关的功能.

2. FET场效应管

FET场效应管开关有非常稳定和高可靠性的优势.这是因为漏极到源极的电阻 (RDS) 可以很好的控制.下图2a显示的就是很低的漏源电阻可以使FET开关工作很低的频率直到DC.在截止状态, 如下图2b显示, FET场效应管极间电阻显现很高阻值.这个特性使FET场效应管在低频段时有很好的隔离度, 而随着应用频率的提高, 隔离度缺随之下降.

图2a

图2b

机电式开关

机电式开关的开关机制是依赖机械接触但又是由电信号控制.惯用的方法是应用TTL晶体管来驱动机电式开关...机电式开关可以用作同轴开关, 所以在ATE自动化测试系统里经常被应用.

RF射频开关连接器

射频开关连接器本质上是机械式开关.它是由一对连接器连接和断开时来控制开关的功能.射频开关连接器通常被用在PCB上的RF电路上的.在调试线路上以及主板上需要预留测试端口经常都会使用.下图就是射频开关连接器的开关机制的简单图释

在选择正确的RF开关,除了了解上面所述的一些不同类型的的开关机制原理,还需要对射频开关的一些重要参数需要被考虑.下面是一些重要参数的特点的对比.