如何正确选择射频电路的直流偏置器BiasTee?

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如何正确选择射频电路的直流偏置器BiasTee?

2024-06-06 02:36| 来源: 网络整理| 查看: 265

图1-1 BiasT内部结构示意图

  对BiasT来说,较为重要的指标是DC端偏置电压与电流;RF端与DC端隔离度;RF带宽、群时延、插入损耗和回波损耗等,接下来会分别讲解每个指标的含义。

1.2.1 DC端偏置电流

  DC端偏置电流是从DC端输入,经过电感的电流,主要受到DC端口电感能承受电流最大值的限制。DC端偏置电流的值越大代表指标越好。当实际电流超过偏置电流的上限时,DC端口的电感处于电流饱和状态。BiasT的性能在这种状态下会受到影响,器件可能会因电流过大而损坏,导致BiasT无法正常工作。

1.2.2 RF端与DC端隔离度

  隔离度指的是电感阻止RF端口的射频信号流向DC端口的能力,单位通常用dB表示。理论上隔离度越大越好。如果某个BiasT的隔离度指标较差,射频信号会泄露进入供电系统,对系统性能造成影响。如图1-2所示为RF端与DC端隔离度示意图,图中RF端口的输入信号功率是40dBm,当隔离度为10dB的时候,在DC端接收到的信号功率为30dBm,相当于1W,可能会对供电系统造成不可修复的损伤;当隔离度为40dBm的时候,在DC端接收到的信号功率为0dBm,相当于1mW,不会对供电系统造成干扰或损伤。

  图1-2 RF端与DC端隔离度示意图

1.2.3 插入损耗

  BiasT的插入损耗是指在RF输入端和RF&DC端之间的信号衰减量,单位通常用dB表示。插入损耗的表达公式:

 (公式1)

  其中Ut为发射信号电压,Ur为接收信号电压。

  插入损耗可以用网络分析仪的S21参数进行评估,插入损耗反映了系统传输路径的情况,插入损耗的数值越小代表指标越好。如图1-3所示为典型的BiasT的S21参数测试图,从图中可以看出在5GHz的频点,BiasT的插损约为0.5dB;在30GHz的频点,BiasT的插损约为1.3dB。0.5dB100MHz,而BiasT的频率范围是从500MHz到40GHz。那么从100MHz到500MHz频率之间的信号会被急剧衰减,导致这一段的信号无法正常输入到激光器中,无法实现调制的目的。可以得出结论,应当选取频率范围大于激光器的调制频率的BiasT。

  当考虑到激光二极管的阈值电流和工作电流的时候,需要关注的BiasT的指标是DC端最大电流值。激光二极管阈值电流就是激光二极管可以产生激光的最小电流值,当电流低于阈值电流时,激光器无法发射激光。当BiasT的最大电流值大于激光二极管的工作电流时,激光二极管可以正常工作。

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