पिन डायोड की रैखिकता संचार की गुणवत्ता को कितना प्रभावित करती है?

पिन डायोड की रैखिक विशेषताओं का विश्लेषण
1। परिभाषा और परीक्षण विधि रैखिकता
रैखिकता एक डिवाइस के आउटपुट सिग्नल और इनपुट सिग्नल के बीच रैखिक संबंध की डिग्री को संदर्भित करती है, आमतौर पर 1DB संपीड़न बिंदु (P1DB) और तीसरे - ऑर्डर इंटरमॉड्यूलेशन कटऑफ पॉइंट (IP3) जैसे मापदंडों द्वारा विशेषता है। परीक्षण विधियों में दोहरी टोन परीक्षण (दो समान आयाम उच्च - आवृत्ति संकेतों को लागू करना) और वेक्टर नेटवर्क विश्लेषक परीक्षण शामिल हैं। Avago HSMP-381X श्रृंखला को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, इसका IP3 +50 DBM तक पहुंच सकता है, जो कि साधारण Schottky डायोड की तुलना में 15DB अधिक है।
2। नॉनलाइनियर जनरेशन मैकेनिज्म
पिन डायोड की गैर -विशिष्टता मुख्य रूप से उत्पन्न होती है:
आंतरिक परत वाहक पुनर्संयोजन: I परत का वाहक जीवनकाल लगभग 10Ns है, और उच्च - के तहत अधूरी पुनर्संयोजन प्रक्रिया आवृत्ति संकेतों से गैर -चिह्न की ओर जाता है।
जंक्शन कैपेसिटेंस मॉड्यूलेशन: जब रिवर्स बायस्ड, जंक्शन कैपेसिटेंस वोल्टेज के साथ बदलता है, तो आरएफ सिग्नल की कार्रवाई के तहत एएम - पीएम रूपांतरण उत्पन्न करता है।
थर्मल प्रभाव: उच्च शक्ति संकेत -2MV/ डिग्री के आगे वोल्टेज ड्रॉप दर के साथ, जंक्शन तापमान में वृद्धि का कारण बनते हैं।
3। कारकों को प्रभावित करना
I - लेयर मोटाई: मोटी i {- परत, वाहक पारगमन समय और कम नॉनलाइनरिटी कम। I - HSMP की परत की मोटाई -} 3816 10 μ m तक पहुंचती है, और इसकी रैखिकता 3 μ m की i- लेयर मोटाई वाले उपकरणों की तुलना में बेहतर है।
बायस करंट: जब फॉरवर्ड बायस करंट 1mA से 10MA से बढ़ता है, तो IP3 लगभग 6db तक बढ़ जाता है।
तापमान: -40 डिग्री के तापमान सीमा के भीतर +85 डिग्री, डिवाइस की IP3 भिन्नता ± 3DB तक पहुंच सकती है।
संचार गुणवत्ता पर रैखिकता का प्रभाव
1। सिग्नल विरूपण
आयाम विरूपण: nonlinear का कारण सिग्नल लिफाफा विरूपण और बिट त्रुटि दर (BER) की गिरावट का कारण बनता है। 16QAM मॉड्यूलेशन के तहत, IP3 में प्रत्येक 10DB की कमी के लिए, BER परिमाण के एक क्रम से बढ़ जाता है।
चरण विरूपण: am - pm रूपांतरण नक्षत्र रोटेशन का कारण बनता है, जिससे डिमोड्यूलेशन प्रदर्शन को प्रभावित किया जाता है। 64QAM प्रणाली में, चरण शोर में प्रत्येक 1 डिग्री की वृद्धि के लिए, EVM 0.5%तक बिगड़ता है।
2। अंतर -वृद्धि हस्तक्षेप
थर्ड ऑर्डर इंटरमॉड्यूलेशन (IM3): दोहरी टोन परीक्षण में, IM3 उत्पाद प्राप्त आवृत्ति बैंड में गिर सकते हैं। एफडीडी बेस स्टेशनों में, IM3 उत्पादों और स्थानीय थरथरानवाला संकेतों के बीच अंतर आवृत्ति अपलिंक के साथ हस्तक्षेप कर सकती है।
क्रॉस मॉड्यूलेशन (XM): मजबूत हस्तक्षेप संकेतों को nonlinear उपकरणों के माध्यम से उपयोगी संकेतों पर संशोधित किया जाता है। WI FI 6E सिस्टम में, XM उत्पादों से आसन्न चैनल हस्तक्षेप अनुपात (ACIR) में 20DB की कमी हो सकती है।
3। गतिशील रेंज संपीड़न
1DB संपीड़न बिंदु: जब इनपुट शक्ति P1DB से अधिक हो जाती है, तो आउटपुट पावर ग्रोथ धीमा हो जाती है। रडार रिसीवर में, P1DB में प्रत्येक 1DB की कमी के लिए, अधिकतम पता लगाने योग्य दूरी 6%कम हो जाती है।
अवरुद्ध प्रभाव: मजबूत हस्तक्षेप संकेत रिसीवर के सामने के छोर को संतृप्त करते हैं, जिससे संवेदनशीलता में कमी आती है। 5 जी एनआर सिस्टम में, अवरुद्ध संकेत 30db द्वारा संवेदनशीलता को कम कर सकते हैं।
उद्योग अनुप्रयोग मामले विश्लेषण
1. 5 जी बेस स्टेशन आरएफ स्विच
एक निश्चित उपकरण निर्माता एचएसएमपी -3816 श्रृंखला पिन डायोड का उपयोग करता है ताकि आरएफ स्विच डिजाइन किया जा सके:
सम्मिलन हानि: 0.3db (विशिष्ट मूल्य)
अलगाव स्तर: 45db
Ip3: +52 dbm
पारंपरिक GAAS MESFET स्विच की तुलना में, इंटरमॉड्यूलेशन उत्पाद 15DB से कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बेस स्टेशन कवरेज त्रिज्या में 8% की वृद्धि होती है।
2। उपग्रह संचार एटेन्यूएटर
एक निश्चित उपग्रह पेलोड प्राप्त करने के लिए एक पिन डायोड चर एटेन्यूएटर का उपयोग करता है:
क्षीणन रेंज: 0-30db
क्षीणन सपाटता: ± 0.5DB
Ip3: +48 dbm
मल्टी कैरियर ऑपरेटिंग मोड में, ईवीएम को डीवीबी - S2X मानक की आवश्यकताओं को पूरा करते हुए, 3.5% से 1.2% तक अनुकूलित किया गया है।
3। रडार प्रणाली सीमक
एक चरणबद्ध सरणी रडार प्राप्त करने के लिए एक पिन डायोड सीमक का उपयोग करता है:
सीमा सीमा: +20 dbm
सम्मिलन हानि: 0.8db
रिकवरी का समय: 10NS
मजबूत हस्तक्षेप वातावरण में, फ्रंट - रिसीवर की अंतिम सुरक्षा दक्षता में 90%की वृद्धि हुई है, और लक्ष्य का पता लगाने की संभावना 15%बढ़ जाती है।
अनुकूलन रणनीति और तकनीकी प्रगति
1। डिवाइस स्तर अनुकूलन
सामग्री नवाचार: सिलिकॉन कार्बाइड (एसआईसी) आधारित पिन डायोड का उपयोग करते हुए, ब्रेकडाउन वोल्टेज 1200V तक बढ़ जाता है, और IP3 +60 dbm तक पहुंच सकता है।
संरचनात्मक डिजाइन: एक तीन - आयामी एकीकृत पिन डायोड को 0.2pf के कम जंक्शन कैपेसिटेंस के साथ और AM - पीएम रूपांतरण गुणांक 0.5 डिग्री /db से कम के साथ विकसित करें।
2। सर्किट स्तर अनुकूलन
पूर्वाग्रह मुआवजा: तापमान मुआवजा पूर्वाग्रह सर्किट का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि -40 डिग्री के तापमान सीमा के भीतर IP3 का उतार -चढ़ाव +85 डिग्री ± 1DB से कम है।
रैखिककरण तकनीक: Attenuator में एक नकारात्मक प्रतिक्रिया लूप का परिचय ± 0.2DB के लिए क्षीणन सपाटता को अनुकूलित करने के लिए।
3। सिस्टम स्तर अनुकूलन
डिजिटल प्री डिस्टॉर्शन (DPD): एक पिन डायोड नॉनलाइनियर मॉडल के साथ संयुक्त, ट्रांसमीटर का ACLR 25DB तक बढ़ जाता है।
अनुकूली नियंत्रण: 3DB द्वारा P1DB बढ़ाने के लिए सिग्नल पावर के आधार पर पूर्वाग्रह वर्तमान को गतिशील रूप से समायोजित करें।
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