一種新型利用pindiodes的4輸入2輸出射頻開關(guān)的設(shè)計
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1 引言
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/157937.htm通常RF系統(tǒng)中有許多輸入輸出端口，用多端口網(wǎng)絡(luò)分析儀分析散射特性價格昂貴，一般采用開關(guān)對多輸入多輸出的信號進(jìn)行切換，然后用比較簡單的二端口網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行分析測量。
在核磁共振MR系統(tǒng)中，一般接收系統(tǒng)的通道數(shù)小于天線線圈數(shù)，所以多路線圈也要應(yīng)用開關(guān)進(jìn)行切換選擇。
目前大多采用現(xiàn)成的開關(guān)器件實現(xiàn)切換功能。但是大多數(shù)的開關(guān)器件可靠性低、易損壞、供電線路復(fù)雜。例如SW-437器件雖然可以完成簡單的開關(guān)功能，但是它對防靜電要求非常高，一般的實驗室和生產(chǎn)車間很難達(dá)到器件的要求，所以在實際應(yīng)用中不方便，容易損壞。本文設(shè)計了一種新型的應(yīng)用pin diodes的射頻開關(guān)轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)4路RF輸入信號選擇其中任意2路RF信號輸出功能。
2 電路設(shè)計
利用直流信號控制pin diodes二極管的通斷，輸入射頻信號通過導(dǎo)通的二極管輸出；改變控制邏輯，從而控制輸入射頻信號的輸出。設(shè)計步驟如下：
1)根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計直流控制電路
本電路二極管采用Infineon公司的BA592，導(dǎo)通的最佳性能電流是5 mA。所以滿足二極管的要求在設(shè)計中加人的控制電壓是10 V，回路電阻R7，R8、R11、R12的大小均為10 kΩ。
2)根據(jù)散射特性的要求設(shè)計交流信號電路
電路工作的中心頻率為63.6 MHz，屬于高頻段，因此要保證輸入輸出端口的匹配。即一路射頻信號輸出的時候，另外一路信號應(yīng)該接50 Ω電阻匹配。由于本電路既有直流信號又有交流信號，因此把二者分開，使其互不影響非常重要。根據(jù)頻率的要求選用10 nF的耦合電容，交流信號短路，而直流信號斷路；而選用18μH的耦合電感，對于交流信號斷路，而直流信號短路。
3)電路基本模塊及其模塊的設(shè)計之間的連接
圖1和圖2是電路的基本模塊。圖1是2輸入2輸出模塊(2×2)：在CTRL3、CTRL4之間加入10 V的直流電壓，即在CTRL3加10 V電壓，CTRL4加0 V電壓時，二極管D6、D9導(dǎo)通。這時候輸入信號input1通過二極管D9輸出，輸入信號input2通過二極管D6輸出。當(dāng)控制信號反向，即在CTRL4加10 V電壓，而CTRL3加0 V電壓時，二極管D5、D10導(dǎo)通，輸入信號input1通過二極管D5輸出，輸人信號input2通過二極管D10輸出。從而達(dá)到兩路輸人信號同時輸出，而且可以通過控制信號的邏輯轉(zhuǎn)換改變輸入信號輸出方向的目的。
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