عملکرد محافظ دیودها در ماژول های تقویت کننده آنتن چیست؟

1. بررسی اجمالی ماژول تقویت کننده آنتن
(1) اصل کار
ماژول تقویت کننده آنتن عمدتاً برای تقویت سیگنال های ضعیف دریافت شده توسط آنتن به منظور بهبود حساسیت و پوشش سیستم ارتباطی استفاده می شود. اصل اصلی کار استفاده از یک تقویت کننده برای تقویت سیگنال ورودی و سپس خروجی سیگنال تقویت شده به مدار پردازش سیگنال بعدی است. در حالت دریافت ، سیگنال RF دریافت شده توسط آنتن قبل از انتقال به demodulator برای تخریب ، فیلتر ، تقویت و پردازش می شود. در حالت انتقال ، سیگنال مدوله شده توسط یک تقویت کننده تقویت می شود و از طریق آنتن منتقل می شود.
(2) خطرات روبرو
ماژول تقویت کننده آنتن در حین کار با خطرات مختلفی روبرو است. در مرحله اول ، به دلیل رعد و برق ، خرابی برق و دلایل دیگر ، پالس های ولتاژ ممکن است ایجاد شود و دامنه این پالس های ولتاژ ممکن است به مراتب از ولتاژ عملیاتی عادی ماژول فراتر رود و منجر به تجزیه و آسیب دستگاههای نیمه هادی در ماژول شود. ثانیا ، تخلیه الکترواستاتیک (ESD) یک پدیده تداخل الکترومغناطیسی رایج است. برق استاتیک حمل شده توسط بدن ، تجهیزات و غیره ممکن است در هنگام تماس با ماژول های تقویت کننده آنتن ، ولتاژ بالایی را ایجاد کند و باعث آسیب به ماژول ها شود. علاوه بر این ، اتصالات قدرت نادرست یا نقص دستگاه های خارجی ممکن است باعث شود ولتاژ قطبیت معکوس برای ماژول اعمال شود و به مدارهای داخلی ماژول آسیب برساند.
2. مکانیسم محافظت از دیودها
(1) محافظت از ولتاژ
محافظت از ولتاژ یکی از متداول ترین عملکردهای دیودها در ماژول های تقویت کننده آنتن است. هنگامی که ولتاژ ورودی بیش از ولتاژ هدایت دیود باشد ، دیود به سرعت انجام می شود و از پالس ولتاژ به زمین یا سایر مسیرهای ایمن عبور می کند و از این طریق از مدارهای داخلی ماژول از تأثیر ولتاژ محافظت می کند. دیودهای زنر و سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) معمولاً دیودهای محافظت از ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرند. دیودهای زنر ولتاژ خرابی معکوس پایدار دارند. هنگامی که ولتاژ معکوس از ولتاژ تجزیه آنها فراتر می رود ، آنها به سرعت انجام می دهند و ولتاژ را در نزدیکی ولتاژ تجزیه قرار می دهند. دیودهای تلویزیون دارای سرعت پاسخ سریعتر و توانایی جذب بالاتر هستند ، که می تواند انرژی پالس های ولتاژ را در مدت زمان بسیار کوتاهی جذب کند و از مدار در برابر آسیب محافظت کند.
(2) حفاظت از تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
محافظت از ESD یک اقدام مهم برای اطمینان از اینکه ماژول های تقویت کننده آنتن هنگام قرار گرفتن در معرض برق استاتیک آسیب نمی بینند. دیودهای شوتکی و دیودهای خازن کم معمولاً برای محافظت از ESD استفاده می شوند. دیودهای Schottky دارای افت ولتاژ رو به جلو و سرعت سوئیچینگ سریع هستند که می تواند در حالی که تأثیر کمتری بر روی سیگنال های طبیعی دارد ، جریان ESD را به زمین هدایت کند. تلویزیون های خازن کم دارای خازن انگلی کمتری هستند که می تواند کاهش سیگنال های فرکانس بالا- را کاهش دهد و برای محافظت از ESD در سیستم های ارتباطی سرعت بالا {4} مناسب است.
(3) محافظت از قطبیت معکوس
حفاظت از قطبیت معکوس می تواند از آسیب ماژول ناشی از اتصالات قدرت نادرست جلوگیری کند. ویژگی هدایت رو به جلو یک دیود باعث می شود که وقتی قطبیت قدرت صحیح باشد ، به طور عادی کار کند ، در حالی که در قطبیت معکوس متصل می شود ، دیود در حالت قطع قرار دارد و از عبور جریان و محافظت از مدارهای داخلی ماژول جلوگیری می کند. دیودهای یکسو کننده معمولی را می توان برای محافظت از قطبیت معکوس ، با هزینه کم و قابلیت اطمینان بالا استفاده کرد که می تواند نیازهای اکثر سناریوهای کاربردی را برآورده کند.
3. خصوصیات و مزایای انواع مختلف دیودها در برنامه های حفاظت
(1) دیود زنر
دیودهای Zener دارای ولتاژ معکوس پایدار هستند و برای برنامه هایی که برای محافظت از ولتاژ به دقت بالایی نیاز دارند ، مناسب هستند. مزایای آن قیمت پایین و عملکرد پایدار است ، اما در جذب انرژی افزایش نسبتاً ضعیف است.
(2) سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) دیود
دیودهای تلویزیون دارای سرعت پاسخ بسیار سریع و توانایی جذب زیاد هستند که می تواند فوراً مقدار زیادی از انرژی ولتاژ را جذب کرده و مدارها را از آسیب محافظت کند. برای سیستم های ارتباطی که به محافظت دقیق از ولتاژ نیاز دارند ، مناسب است ، مانند سیستم های انتقال داده سرعت بالا {1} بالا ، سیستم های ارتباطی ماهواره ای و غیره.
(3) دیود شوتکی
دیودهای Schottky دارای قطره ولتاژ رو به جلو و سرعت سوئیچینگ سریع هستند و آنها را برای فرکانس بالا- و برنامه های ارتباطی سرعت بالا {1} مناسب می کند. در حفاظت ESD ، می تواند جریان ESD را به طور موثری در حالی که تأثیر کمتری بر روی سیگنال های طبیعی دارد ، هدایت کند.
(4) دیود یکسو کننده
یکسو کننده ها عمدتاً برای محافظت از قطبیت معکوس ، با هزینه کم و قابلیت اطمینان بالا استفاده می شوند و می توانند بیشترین نیازهای اساسی حفاظت را برآورده کنند.
4. نقاط طراحی مدار حفاظت از دیود
(1) انتخاب ساختار توپولوژی مدار
ساختار توپولوژی مدار مناسب را بر اساس الزامات مختلف حفاظت انتخاب کنید. به عنوان مثال ، برای محافظت از ولتاژ ، از دیودهای موازی می توان برای اتصال مستقیم دیودها به طور موازی در هر دو انتهای مدار که باید محافظت شود استفاده کرد. برای محافظت از ESD ، بسته به فرکانس سیگنال خاص و الزامات حفاظت ، می توان از سری یا اتصال موازی استفاده کرد.
(2) محاسبه پارامتر و تطبیق
هنگام طراحی یک مدار حفاظت از دیود ، لازم است که پارامترهای دیود مانند ولتاژ هدایت ، ولتاژ خرابی ، زمان پاسخ و غیره را به طور دقیق محاسبه کنید و اطمینان حاصل کنید که آنها با پارامترهای مدار محافظت شده مطابقت دارند. به عنوان مثال ، هنگام انتخاب یک دیود TVS مناسب ، لازم است ولتاژ بستن ، جریان افزایش و سایر پارامترها را در نظر بگیرید تا از محافظت مؤثر از مدار در شرایط ولتاژ اطمینان حاصل شود.
(3) چیدمان و سیم کشی
طرح و سیم کشی معقول برای عملکرد مدارهای حفاظت از دیود بسیار مهم است. خط اتصال بین دیود و مدار محافظت شده باید تا حد امکان کوتاه شود تا تأثیر القاء انگل و ظرفیت کاهش یابد. در عین حال ، باید به اتلاف گرما دیود توجه شود تا اطمینان حاصل شود که به دلیل گرمای بیش از حد در حین کار آسیب نخواهد دید.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {2 }Diode/diode {3 }M7.html