Interruttori RF
Un interruttore RF è un dispositivo o modulo che commuta i segnali RF. Questi interruttori sono disponibili in un numero di tecnologie come i sistemi meccanici, a stato solido e micro-elettro-meccanici (MEM). Alcune caratteristiche importanti di un interruttore RF sono la banda di frequenza, l'isolamento elevato della porta negli stati OFF, la perdita di inserimento bassa tra le porte di conduzione in stato ON, una buona perdita di ritorno (corrispondenza) all'impedenza caratteristica a cui è collegato l'interruttore e l'isolamento elevato del meccanismo di azionamento. Sono importanti anche caratteristiche quali la velocità di commutazione, la capacità di gestione della potenza e il numero di cicli garantito. Gli interruttori RF sono disponibili in diverse configurazioni: SPDT (singolo polo doppio contatto), multiporta (SPnT), DPDT (doppio polo doppio contatto) e bypass. Gli interruttori di bypass aggiungono o rimuovono un componente dal percorso del segnale RF originale.
Gli interruttori RF meccanici utilizzano la pressione del contatto causata da un attuatore azionato da un'induzione elettromagnetica di una bobina energizzata da una corrente di controllo. È frequente l'applicazione agli interruttori RF meccanici di una corrente di wetting sul percorso del segnale RF, una piccola corrente CC che facilita la rottura dello strato di ossido microscopico tra i contatti del conduttore per mantenere perdite di inserimento ridotte. I vantaggi offerti da questi dispositivi sono la possibilità di lavorare da CC, la conduzione di alti livelli di potenza e l'elevata immunità da ESD. Gli svantaggi sono la sensibilità alle vibrazioni e la limitazione dei cicli di commutazione a causa dell'usura meccanica. La velocità di commutazione garantita è inoltre relativamente bassa, mentre i tempi di stabilizzazione si possono prolungare a causa dei rimbalzi dei contatti.
Gli interruttori RF a stato solido utilizzano topologie MOSFET, transistor o diodo PIN per commutare in modo attivo il percorso RF da impedenza bassa ad alta. Sono in sostanza passa banda, non conducono CC. Gli interruttori a stato solido possono supportare con efficacia infiniti cicli di commutazione e assicurano una velocità di commutazione elevata. Gli interruttori RF a diodo PIN garantiscono una transizione da impedenza bassa ad alta che si può utilizzare per il cambio di forma. La definizione della forma d'onda di commutazione consente di migliorare la perdita spettrale causata dalla convoluzione del segnale della portante RF del gate. La commutazione rapida nei sistemi RF può inoltre provocare mutazioni di carico improvvise che possono ritornare attraverso l'amplificatore di potenza e i livelli di eccitazione di un trasmettitore e portare il VCO temporaneamente fuori frequenza, peggiorando i problemi di rumorosità potenziali. La definizione della forma della commutazione mediante l'uso di una forma quale un coseno rialzato riduce l'interferenza causata dalla commutazione rapida e aiuta a mantenere i trasmettitori a commutazione rapida entro le regolazioni richieste per i sistemi con multiplex a divisione di tempo (TDM) o modulazione ciclica.
Gli interruttori MEM RF offrono i vantaggi di un interruttore meccanico senza i problemi delle correnti di wetting e forniscono una corrente di attuazione alla bobina di induzione che controlla l'interruttore. Questi interruttori sfruttano le forze elettrostatiche tra le piastre del condensatore per aprire o chiudere i contatti meccanici sul percorso RF o gli interruttori micro-termo-meccanici. Gli interruttori MEM RF hanno un consumo di potenza prossimo allo zero, ampiezze di banda a frequenze estremamente alte, cicli di commutazione elevati, bassa perdita di inserimento e possono offrire un isolamento eccellente tra le porte. Lo svantaggio principale è rappresentato da capacità ridotte di gestione della potenza, ma anche dalla necessità di tensioni di attuazione elevate per garantire un funzionamento affidabile. I dispositivi di interruzione termo-meccanici possono operare a tensioni di attuazione più basse ma richiedono correnti di attuazione elevate.
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