كم تؤثر خطية الثنائيات الدبوس على جودة التواصل؟

تحليل الخصائص الخطية لثنائي دبوس
1. تعريف واختبار الأسلوب الخطي
يشير الخطية إلى درجة العلاقة الخطية بين إشارة الإخراج للجهاز وإشارة الدخل ، والتي تتميز عادةً بمعلمات مثل نقطة ضغط 1DB (P1DB) والثالث - ترتيب الانتشار النقطة (IP3). تتضمن طرق الاختبار اختبار النغمة المزدوجة (تطبيق اثنين من الإشارات المتساوية -) واختبار تحليل شبكة المتجهات. أخذ سلسلة AVAGO HSMP-381X كمثال ، يمكن أن تصل إلى IP3 +50 DBM ، وهو أعلى 15 ديسيبل من الثنائيات Schottky العادية.
2. آلية الجيل غير الخطي
ينشأ غير الخطية من الثنائيات الدبوس بشكل أساسي من:
إعادة تركيب الناقل الجوهري: عمر الناقل لطبقة I حوالي 10ns ، وعملية إعادة التركيب غير المكتملة تحت إشارات التردد العالية - تؤدي إلى عدم الخطية.
تعديل سعة الوصلات: عندما يتغير تحيز العكسي ، يتغير تقاطع السعة مع الجهد ، وتوليد التحويل AM - PM تحت إجراء إشارات RF.
التأثير الحراري: تسبب إشارات الطاقة العالية زيادة في درجة حرارة الوصلات ، مع انخفاض معدل الجهد الأمامي من -2mv/ درجة.
3. العوامل المؤثرة
i - سماكة الطبقة: كلما كانت طبقة i - ، كلما طال وقت عبور الناقل وأقل من غير الخطية. يصل سمك الطبقة i- لـ HSMP - 3816 إلى 10 μ m ، وخطيها أفضل من الأجهزة ذات سمك i-layer 3 μ m.
تحيز التيار: عندما يزداد تيار التحيز الأمامي من 1MA إلى 10MA ، يزداد IP3 بحوالي 6dB.
درجة الحرارة: ضمن نطاق درجة حرارة -40 درجة إلى +85 درجة ، يمكن أن يصل تباين IP3 للجهاز إلى ± 3DB.
تأثير الخطي على جودة الاتصال
1. تشويه إشارة
تشويه السعة: يسبب غير خطية تشويه مغلف الإشارة وتدهور معدل خطأ بت (BER). تحت 16QAM تعديل ، لكل انخفاض 10dB في IP3 ، يزداد BER بترتيب واحد من حيث الحجم.
تشويه المرحلة: Am ​​- PM يؤدي التحويل إلى دوران كوكبة ، مما يؤثر على أداء إزالة التشكيل. في نظام 64QAM ، لكل زيادة في ضوضاء الطور ، يتدهور EVM بنسبة 0.5 ٪.
2. تدخل التفسير
ترتيب الترتيب الثالث (IM3): في اختبار النغمة المزدوجة ، قد تقع منتجات IM3 في نطاق تردد الاستلام. في محطات قاعدة FDD ، قد يتداخل تردد الفرق بين منتجات IM3 وإشارات المذبذب المحلية مع الوصلة الصاعدة.
التعديل المتقاطع (XM): يتم تعديل إشارات التداخل القوية على إشارات مفيدة من خلال الأجهزة غير الخطية. في أنظمة Wi Fi 6E ، قد تتسبب منتجات XM في انخفاض 20 ديسيبل في نسبة تداخل القناة المجاورة (ACIR).
3. ضغط النطاق الديناميكي
نقطة ضغط 1DB: عندما تتجاوز قوة الإدخال P1DB ، يتباطأ نمو طاقة الخرج. في أجهزة استقبال الرادار ، لكل انخفاض 1dB في P1DB ، تنخفض المسافة القصوى القابلة للاكتشاف بنسبة 6 ٪.
تأثير الحظر: تشبع إشارات التداخل القوية الواجهة الأمامية للمستقبل ، مما يؤدي إلى انخفاض في الحساسية. في أنظمة 5G NR ، قد يؤدي حظر الإشارات إلى تدهور الحساسية بمقدار 30 ديسيبل.
تحليل حالة تطبيق الصناعة
1. 5 G Base Station RF Switch
تستخدم الشركة المصنعة للمعدات بعض الصمام الثنائي PIN Series HSMP-3816 لتصميم مفاتيح RF ، وتحقيق:
فقدان الإدراج: 0.3dB (القيمة النموذجية)
مستوى العزلة: 45dB
IP3: +52 DBM
بالمقارنة مع مفاتيح GAAs التقليدية ، يتم تقليل منتج التشكيل بين 15 ديسيبل ، مما يؤدي إلى زيادة بنسبة 8 ٪ في دائرة نصف قطرها تغطية المحطة الأساسية.
2. مخفف التواصل عبر الأقمار الصناعية
يستخدم حمولة أقمار صناعية معينة مخففًا متغيرًا للثنائي الدبوس لتحقيقه:
نطاق التوهين: 0-30DB
تسطيح التوهين: ± 0.5dB
IP3: +48 DBM
في وضع التشغيل متعدد الناقل ، تم تحسين EVM من 3.5 ٪ إلى 1.2 ٪ ، وتلبية متطلبات معيار DVB- S2X.
3. محدد نظام الرادار
يستخدم رادار صفيف مرحل محدد دبوس الصمام الثنائي لتحقيق:
الحد من عتبة: +20 dbm
فقدان الإدراج: 0.8db
وقت الاسترداد: 10ns
في بيئات التداخل القوية ، تتم زيادة كفاءة الحماية النهائية للمستقبل-- بنسبة 90 ٪ ، ويزداد احتمال اكتشاف الهدف بنسبة 15 ٪.
استراتيجية التحسين والتقدم التكنولوجي
1. تحسين مستوى الجهاز
ابتكار المواد: باستخدام ثنائيات الدبوس المستندة إلى كربيد السيليكون (SIC) ، يتم زيادة جهد الانهيار إلى 1200V ، ويمكن أن يصل IP3 إلى +60 DBM.
التصميم الهيكلي: قم بتطوير ثنائي دبوس ثنائي الأبعاد المتكامل بثلاثة- مع سعة تقاطع مخفضة من 0.2pf ومعامل التحويل AM- PM أقل من 0.5 درجة /ديسيبل.
2. تحسين مستوى الدائرة
تعويض التحيز: يتم استخدام دائرة تحيز تعويض درجة الحرارة للتأكد من أن تقلب IP3 ضمن نطاق درجة حرارة -40 درجة إلى +85 أقل من ± 1DB.
تقنية التحجيم: إدخال حلقة ردود فعل سلبية في المخفف لتحسين تسطيح التوهين إلى 0.2 ديسيبل.
3. تحسين مستوى النظام
تشويه ما قبل الرقمية (DPD): جنبا إلى جنب مع نموذج دبوس دبوس غير خطية ، يتم زيادة ACLR من جهاز الإرسال بمقدار 25 ديسيبل.
التحكم التكيفي: ضبط ديناميكي تيار التحيز بناءً على قوة الإشارة لزيادة P1DB بمقدار 3DB.
https://www.trrsemicon.com/transistor/small {{2)