Sut mae deuodau a chylchedau cyfyngu yn gweithio gyda'i gilydd mewn systemau cyfathrebu?

一, nodweddion deuodau: sail gorfforol cyfyngu cylchedau
Mae dargludedd un cyfeiriadol deuodau yn tarddu o nodweddion dosbarthu cludwyr cyffyrdd PN. Pan fydd y foltedd rhagfarn ymlaen yn fwy na'r trothwy dargludiad (tua 0.7V ar gyfer tiwbiau silicon a thua 0.3V ar gyfer tiwbiau germaniwm), mae'r deuod yn mynd i mewn i gyflwr sy'n cynnal ymwrthedd isel; Pan fyddant yn rhagfarnllyd, mae cludwyr yn cael eu hynysu gan yr haen disbyddu, gan ffurfio cyflwr torri gwrthiant uchel. Mae'r nodwedd aflinol hon yn gwneud deuodau yn rheolydd osgled signal naturiol.
Mewn senarios cyfathrebu amledd -, mae deuodau Schottky wedi dod yn gydran a ffefrir ar gyfer cyfyngu cylchedau oherwydd eu foltedd dargludiad isel o 0.15-0.45V a chyflymder ymateb picosecond. Er enghraifft, mewn systemau cyfathrebu tonnau milimedr, gall math penodol o ddeuod Schottky gyflawni colled mewnosod o -40dbm yn y band amledd 100GHz, gan wrthsefyll ymchwydd pŵer brig o 30dbm. Mae deuodau Zener yn chwarae rhan hanfodol mewn senarios amddiffyn gor -foltedd trwy eu nodweddion sefydlogi foltedd yn y rhanbarth torri i ben. Gall eu cywirdeb foltedd chwalu gyrraedd ± 2% ac mae'r amser ymateb yn llai nag 1ns.
2, Cyfyngu Topoleg Cylchdaith: O'r Sylfaenol i Uwch
1. Cyfres yn cyfyngu cylched
Mae cylched sy'n cyfyngu cyfres ymlaen yn cysylltu deuod mewn cyfres â'r llwybr signal. Pan fydd hanner cylch positif y signal mewnbwn yn fwy na'r foltedd dargludiad, mae'r deuod yn arwain ac yn ffurfio cylched fer, gan glampio'r foltedd allbwn ar y lefel VF (foltedd dargludiad). Mae'r gylched cyfyngu cyfres gwrthdroi yn cyflawni'r hanner cylch negyddol trwy wrthdroi deuodau cysylltu. Mae modiwl diwedd blaen RF - yn mabwysiadu strwythur cyfres deuod deuol i gyflawni cyfyngiad dwyochrog o ± 1.5V yn y band amledd 2.4GHz, gyda cholli mewnosod o ddim ond 0.5dB.
2. Cylched cyfyngu cyfochrog
Mae'r gylched gyfyngol gyfochrog yn cyflawni cyfyngu trwy gysylltu deuodau ochr yn ochr â'r llwyth. Mewn strwythur cyfochrog ymlaen, pan fydd y foltedd mewnbwn yn fwy na (VBIAS+VF), mae'r deuod yn cynnal siyntio, gan gyfyngu'r foltedd allbwn o dan y trothwy hwn. Mae derbynnydd cyfathrebu lloeren yn mabwysiadu cylched cyfyngu cyfochrog â foltedd rhagfarn o 2V, sy'n dechrau cyfyngu pan fydd y signal mewnbwn yn cyrraedd 2.7V, gan amddiffyn y cam cefn LNA (mwyhadur sŵn isel) rhag ymyrraeth gref i bob pwrpas.
3. Cylchdaith Cyfyngu Bidirectional
Mae'r gylched cyfyngu dwyochrog cyfun yn cyflawni rheolaeth osgled amrediad amledd llawn trwy baru ymlaen a gwrthdroi deuodau. Mae modiwl amddiffyn PA (mwyhadur pŵer) gorsaf sylfaen 5G benodol yn mabwysiadu strwythur pont pedwar deuod i sicrhau rheolaeth amrediad deinamig o ± 10dbm yn y band amledd 28GHz, gyda chywirdeb cyfyngol yn well na ± 0.3dB. Mae'r gylched yn gwneud y gorau o'r paramedrau cynhwysedd parasitig i reoli'r amrywiad oedi grŵp o fewn ± 5ps, gan fodloni gofynion amseru llym signalau 5G NR.
3, Mecanwaith Gwaith Cydweithredol: Celf Cydbwysedd Dynamig
1. Senario amddiffyn signal
Mewn senarios ymyrraeth pwls radar, gall pŵer brig y signal mewnbwn gyrraedd +40 dbm, tra bod ystod ddeinamig mewnbwn yr ADC i lawr yr afon yn unig -10DBM i +10 dbm. Mae'r gylched gyfyngol yn cyflawni amddiffyniad trwy strategaeth gyfyngol wedi'i graddio: mae'r cam cyntaf yn defnyddio deuodau schottky ar gyfer cyfyngu bras, gan atal y gwerth brig i +20 dbm; Mae'r ail gam yn defnyddio deuod zener i gyflawni osgled manwl gywir yn cyfyngu, gan arwain at allbwn sefydlog o +10 dbm. Mae data prawf offer cyfathrebu milwrol penodol yn dangos bod y cynllun hwn yn lleihau cyfradd gwallau did yr offer o 10 ⁻³ i 10 ⁻⁹ mewn amgylcheddau ymyrraeth gref.
2. Rheoli Ystod Dynamig
Mewn systemau cyfathrebu OFDM, gall y gymhareb pŵer brig i gyfartaledd (PAPR) gyrraedd 12dB, sy'n her ddifrifol i linelloldeb PA. Mae'r gylched gyfyngol yn lleihau PAPR trwy glipio cymedrol ac yn sicrhau cydbwysedd rhwng effeithlonrwydd a llinoledd trwy dechnoleg Digidol Pre Aftsion (DPD). Mae PA gorsaf sylfaen 5G benodol yn mabwysiadu cynllun optimeiddio ar y cyd DPD cyfyngol, gan gyflawni effeithlonrwydd draenio o 45% yn y band amledd 28GHz, gydag ACPR (cymhareb pŵer sianel gyfagos) yn well na -45DBC, sydd 10dB yn uwch na'r cynllun traddodiadol.
3. Cymhwyso atal sŵn
Mewn derbynyddion cyfathrebu gofod dwfn, mae'r gylched gyfyngol yn amddiffyn y gylched i lawr yr afon trwy atal corbys sŵn sydyn. Mae derbynnydd Rover Mars penodol yn mabwysiadu cylched gyfyngol addasol. Pan fydd osgled y signal mewnbwn yn fwy na'r trothwy (wedi'i osod fel cymedr +6 σ), mae'n dechrau cyfyngu yn awtomatig ac yn sbarduno'r algorithm atal sŵn. Mae'r data mesuredig yn dangos bod y cynllun hwn yn gwella'r signal - i gymhareb sŵn - y system gan 8dB ac yn ymestyn y pellter derbyn effeithiol 20% o dan ymyrraeth gwynt solar cryf.
4, tueddiadau esblygiad technolegol
1. Arloesi materol
Mae deuodau Gallium nitride (GAN) yn raddol yn disodli dyfeisiau silicon traddodiadol - oherwydd eu cryfder maes chwalu uchel (3.3mV/cm) a chyflymder dirlawnder electronau (2.7 × 10 ⁷ cm/s). Mae system prototeip 6G benodol yn defnyddio deuodau cyfyngu GaN i gyflawni gallu prosesu pŵer brig o 5W yn y band amledd 140GHz, sydd 10 gwaith yn uwch na dyfeisiau silicon.
2. Datblygu Integredig
Mae technoleg cylched integredig microdon sengl (MMIC) yn galluogi ar - integreiddiad sglodion o gylchedau cyfyngu â LNA, PA a modiwlau eraill. Mae sglodyn diwedd 28GHz 5g blaen - yn mabwysiadu technoleg 0.13 μ m SIGE BICMOS, gan integreiddio'r gylched gyfyngol, LNA, a newid sglodyn 2mm × 2mm, gan leihau colled mewnosod i 1.2dB a defnydd pŵer i ddim ond 80MW.
3. Rheolaeth ddeallus
Mae algorithmau clipio addasol sy'n seiliedig ar ddysgu peiriant yn dod i'r amlwg. Mae system prototeip 6G benodol yn addasu'r trothwy clipio ac amser adfer yn gyson trwy fonitro nodweddion ystadegol y signal mewn amser real, wrth gynnal cywirdeb signal, gan leihau ystumiad clipio i un - traean o'r hydoddiant traddodiadol.
https://www.trrsemicon.com/transistor/p{ {2ephor