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微波射頻開關(guān)
閱讀�7347�(shí)間:2011-01-14 14:16:20

  微波射頻開關(guān)基于LabView軟件平臺(tái),由�(jì)算機(jī)提供給電壓控制信�(hào)。該控制信號(hào)是數(shù)字信�(hào),只能提供高低電�,高電壓�5V,低電壓�0V,因此需要�(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換才能提供給開關(guān)電路。整�(gè)電路由兩部分組成:電壓轉(zhuǎn)換電路和射頻開關(guān)電路。最�,使得當(dāng)LabView提供5V電壓�(shí),輸入到開關(guān)的電壓為10V�0V;當(dāng)LabView提供0V電壓�(shí),輸入到開關(guān)的電壓為0V�10V�

概述

  通常RF系統(tǒng)中有許多輸入輸出的端�,用多端口網(wǎng)�(luò)分析儀分析散射特性價(jià)格比較昂�。所以一般要用開�(guān)�(duì)多輸入多輸出的信�(hào)�(jìn)行切�,然后用比較�(jiǎn)單的二端口網(wǎng)�(luò)分析儀�(jìn)行分析測(cè)量。在核磁共振系統(tǒng)�,一般接收系�(tǒng)的通道�(gè)�(shù)小于天線線圈的�(gè)�(shù),所以多路線圈也要應(yīng)用開�(guān)�(jìn)行切換選��

  目前一般的�(shè)�(jì)中用�(xiàn)成的開關(guān)芯片�(shí)�(xiàn)切換功能。但是大多數(shù)的開�(guān)芯片可靠性不�,容易損�,而且供電線路也比較復(fù)雜。例如SW-437芯片雖然可以完成�(jiǎn)單的開關(guān)功能,但是它�(duì)防靜電要求非常高,一般的�(shí)�(yàn)室和生產(chǎn)車間的條件很難達(dá)到廠家的要求,所以實(shí)際應(yīng)用起來很不方便,容易損壞。在本設(shè)�(jì)中,�(shè)�(jì)了一種新型的�(yīng)用pin diodes的射頻開�(guān)�(zhuǎn)換電�,實(shí)�(xiàn)的功能是4路RF輸入信號(hào)選擇其中任意2路RF信號(hào)輸出�

電壓�(zhuǎn)換電路設(shè)�(jì)

電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

  基于LabView平臺(tái)由計(jì)算機(jī)提供給射頻開�(guān)的電壓控制信�(hào)是數(shù)字信�(hào),極高電平為5V,低電平�0V,而射頻開�(guān)需要的電壓控制信號(hào)�10V,因此需要把5V�(zhuǎn)換為10V,圖1為轉(zhuǎn)換電路圖。當(dāng)輸入信號(hào)input1�5V�(shí),Q3�(dǎo)�,Q5截止,Q1�(dǎo)通,所以output1�0V。這時(shí)Q4截止,Q6�(dǎo)�,Q2截止,output2輸出VCC�10V。最�,使得當(dāng)LabView提供5V電壓�(shí),輸入到開關(guān)的電壓為10V�0V;而當(dāng)輸入信號(hào)input1�0V�(shí),Q3截止,Q5�(dǎo)通,Q1截止,所以output1�10V。此�(shí)Q4�(dǎo)�,Q6截止,Q2�(dǎo)�,output2輸出�0V,輸入到開關(guān)的電壓為0V�10V。滿足微波射頻開�(guān)的工作電��

性能和優(yōu)�(diǎn)

  1)由于設(shè)�(jì)的合理性和�(duì)稱�,保證了在一定的帶寬�120MHz)內(nèi)很低的傳輸損耗,如圖5(S21)所�。其中S21表示的是:對(duì)于一�(gè)微波�(wǎng)�(luò),當(dāng)其他端口都匹配,即接50R電阻匹配�(shí),所�(cè)兩端口的傳輸,其物理公式:S21=Uout / Uin。曲線在中心頻率63.6MHz、帶�120MHz的條件下,保持了很低的傳輸損�,大約為-0.29dB,而且在整�(gè)帶寬�(nèi)性能很穩(wěn)定�

  2)電感的隔交流作用和電容的隔直流作用,保證了輸入輸出端口良好的匹配,得到很好的反射系�(shù),如�5(S11,S22))所�,在中心頻率63.6MHz處,反射系數(shù)可以�(dá)�-30dB左右。中心頻率的大小是由核磁共振的B0�(chǎng)大小決定�,對(duì)�1.5T系統(tǒng)共振頻率�63.6MHz�

  3)保證了很好的隔離度,如�6所�,中心頻率處隔離度達(dá)�-30 dB以下�

  4)在�(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于使用頻率高的電子元器件一�(gè)最重要的性能和指�(biāo)就是�(duì)于應(yīng)用環(huán)境要求不能太苛刻,可靠性要�,不易損�。在本設(shè)�(jì)中由于使用了pin-diodes,電路的可靠性得以明顯提�,克服了以往的開�(guān)芯片容易損壞,可靠性差的缺�(diǎn)�

圖例

圖例

合理�

  由于�(shè)�(jì)的合理�,此微波射頻開關(guān)參數(shù)(反射系�(shù)、傳輸系�(shù)、隔離度)非常理想。本�(shè)�(jì)高度模塊�,使得電路故障的檢測(cè)變得容易。另外,�(shè)�(jì)�(yīng)用靈��4輸入2輸出可以利用一定的組合邏輯得到想要的輸入輸出組�。在核磁共振系統(tǒng)��16輸入2輸出得到廣泛�(yīng)��

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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