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检波器特性分析

时间:2008-09-02 00:53:06  浏览:        

低势垒肖特基二极管也可称作零偏置肖特基二极管,由于检波时无需偏置电压,其灵敏度非常高。一般,二极管中电流i与其两端电压V的关系可用下式表示:

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(1)

    式中:Is为反向饱和电流,k为玻尔兹曼常数,T为绝对温度,n为理想系数。对零偏压低电平检波起关键作用的因素是V=0时的动态电阻R0(即非线性电阻),它为

317'.gif (1599 bytes)

(2)

    式中:e为电子电荷量。通常我们采用特性阻抗为50Ω的测试系统,如果二极管的R0与信号源内阻匹配,这时检波的功率变换灵敏度最大。由式(2)可知温度的变化直接影响到R0的变化,若用R0作匹配负载,将使检波灵敏度及驻波的温度特性变差,这在通常的应用中是不能容许的。一般二极管的R0在1~2kΩ的范围内,这样使得检波器中设置较复杂的宽带补偿电路成为可能。为使R0的温度效应大大降低,在构成检波器时通常将它与一个恒定电阻Rm相并联;为与信号源匹配,Rm理论上应取50Ω。目前微波二极管检波器大都采用图1所示的电路。

 318.gif (11256 bytes)

       图1 检波器电路              图2 检波等效电路

   图2为检波器等效电路。为尽可能减小寄生参量的影响,应选用无封装片状管芯。图中Cj为二极管结电容,Rs为二极管扩散电阻,Ls为匹配电路与管芯间的引线电感,Cs为管芯及引线等的结构电容。由于检波器的动态电阻R0远高于同轴传输线的特性阻抗,而且随着检波信号电平及结点温度而变化,难于和同轴传输线的阻抗匹配,为此设计了匹配电阻Rm与R0并联,使检波器易于实现宽带匹配并提高了稳定性。在实际设计中,这由两个结构上对称的100Ω电阻并联来完成。同时,在检波器的微带基片上还设计了补偿电阻Rc和补偿电感Lc,以补偿引线电感Ls和结构电容Cs的不良影响,进一步改善宽带匹配特性及宽带频响特性。实际调试及组装中应注意选取合适的管芯,尽量选取同一批次的产品,管芯结电容宜选取0.1pF左右,这是因为结电容对检波器的工作频率影响相当明显,随着Cj的增大检波器的高频特性明显下降。同时,还应尽量缩短引线电感,使其影响减小到最小。表1给出了GT-1011检波器的技术指标,其性能达到了HP11664A的水平。

  
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