CN207766238U - DC-20GHz 6位衰减器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及衰减器技术领域，尤其为DC‑20GHz 6位衰减器，包含6个衰减单元；6个衰减单元依次连接而成，衰减值分别为8dB、0.5dB、16dB、1dB、2dB、4dB，每个衰减单元端口阻抗均为50Ω，共使用了3种电路结构，0.5dB、1dB、2dB采用简化T型衰减结构，4dB、8dB采用π型衰减结构，16dB采用选通式开关衰减结构。通过控制每个单元的开关状态，每个单元在基本态和衰减态之间切换，从而实现不同衰减量的组合。本实用新型具有尺寸小、端口驻波小、衰减精度高、寄生调相小等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及衰减器技术领域，具体为DC-20GHz 6位衰减器。
背景技术
传统的衰减器领域，简化T型结构，T型结构，π型结构，选通式开关结构；简化T型结构只适合小衰减量，随着衰减量的增加，带宽越窄，精度越差；T型结构，π型结构为常用结构，两者可等价互换，插损小，高频特性好，但是端口驻波较差一些；选通式开关结构适合大衰减量单元，此结构对于单刀双掷开关要求比较高，需要很高的隔离度，基准态插损较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供DC-20GHz 6位衰减器，以解决上述背景技术中提出的问题。所述DC-20GHz 6位衰减器具有尺寸小、端口驻波小、衰减精度高、寄生调相小等特点。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
DC-20GHz 6位衰减器，包含6个衰减单元，6个衰减单元依次连接而成，衰减值分别为8dB、0.5dB、16dB、1dB、2dB、4dB，每个衰减单元端口阻抗均为50Ω，0.5dB、1dB、2dB采用简化T型衰减结构，4dB、8dB采用π型衰减结构，16dB采用选通式开关衰减结构。
优选的，简化T型衰减结构由电感，1级晶体管，电阻组成，晶体管的漏极通过电感分别连接射频输入输出端口，晶体管的栅极通过高阻值电阻连接至直流控制端口Ⅰ，晶体管源极依次连接电阻、电感到地。
优选的，π型衰减结构由电感，3级晶体管，电阻组成，第1级晶体管漏极通过电感连接射频端口Ⅰ，第1级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅰ，第1级晶体管源极依次连接电感、电阻到地；第2级晶体管源极直接连接第1级晶体管漏极，第2级晶体管漏极直接连接第3级晶体管漏极，第2级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅱ，第2级晶体管源极依次连接电感、电阻、电感至第2级晶体管漏极；第3级晶体管漏极通过电感连接射频端口Ⅱ，第3级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅰ，第3级晶体管源极依次连接电感、电阻到地。
优选的，选通式开关衰减结构由电感，8级晶体管，电阻组成，该结构电路包括三个部分，2个完全相同结构的SPDT镜像对称，中间部分为1个衰减网络结构；第1-4级晶体管构成第1个SPDT结构，第5-8级晶体管构成第2 个SPDT；衰减网络主要由电阻，电感构成；第1级晶体管漏极通过电感连接射频端口Ⅰ，第1级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅰ，第1 级晶体管源极连接第2级晶体管漏极；第2级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅱ，第2级晶体管源极直接接地；第3级晶体管漏极直接连接第1级晶体管漏极，第3级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅱ，第3级晶体管源极连接第4级晶体管漏极；第4级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅰ，第4级晶体管源极直接接地；类似地，第5-8 级晶体管和射频端口Ⅱ构成第2个SPDT结构；衰减网络中电感一端接在第4 级晶体管漏极，另一端接在第8级晶体管漏极；衰减网络中的电阻Ⅰ一端接在第2级晶体管漏极，另一端接在第6级晶体管漏极；电阻Ⅱ一端接在第2 级晶体管漏极，另一端直接接地；电阻Ⅲ一端接在第6级晶体管漏极，另一端直接接地。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：0.5dB、1dB、2dB采用简化 T型衰减结构，4dB、8dB采用π型衰减结构，16dB采用选通式开关衰减结构。通过控制每个单元的开关状态，每个单元在基本态和衰减态之间切换，从而实现不同衰减量的组合；且该六位衰减器具有尺寸小、端口驻波小、衰减精度高、寄生调相小等特点。
附图说明
图1为本实用新型电路逻辑方框图；
图2为简化T型开关衰减器结构示意图；
图3为π型开关衰减结构示意图；
图4为选通式开关衰减结构示意图；
图5为采用本实用新型64态输入回波损耗；
图6为采用本实用新型64态输出回波损耗；
图7为采用本实用新型基准态插损；
图8为采用本实用新型衰减精度(RMS)；
图9为采用本实用新型寄生调相。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供技术方案：
DC-20GHz 6位衰减器，包含6个衰减单元；6个衰减单元依次连接而成，衰减值分别为8dB、0.5dB、16dB、1dB、2dB、4dB，每个衰减单元端口阻抗均为50Ω，共使用了3种电路结构，0.5dB、1dB、2dB采用简化T型衰减结构， 4dB、8dB采用π型衰减结构，16dB采用选通式开关衰减结构。通过控制每个单元的开关状态，每个单元在基本态和衰减态之间切换，从而实现不同衰减量的组合。
0.5dB、1dB、2dB采用简化T型衰减结构，如图2所示，0.5dB、1dB、2dB 采用简化T型衰减结构，如图1所示，由电感，1级晶体管，电阻组成，具体如下：晶体管T1的漏极通过电感L1、L2分别连接射频输入输出端口，晶体管T1的栅极通过高阻值电阻R1连接至直流控制端口VA，晶体管T1源极依次连接电阻R2、电感L3到地。
4dB、8dB单元采用π型衰减结构，如图3所示，由电感，3级晶体管，电阻组成，具体如下：第1级晶体管T1漏极通过电感L1连接射频端口RF1，第1级晶体管T1栅极通过高阻值电阻R1连接直流控制端口VA，第1级晶体管T1源极依次连接电感L3、电阻R2到地；第2级晶体管T2源极直接连接第 1级晶体管T1漏极，第2级晶体管T2漏极直接连接第3级晶体管T3漏极，第2级晶体管T2栅极通过高阻值电阻R4连接直流控制端口VB，第2级晶体管T2源极依次连接电感L2、电阻R3、电感L4至第2级晶体管漏极；第3级晶体管T3漏极通过电感L6连接射频端口RF2，第3级晶体管T3栅极通过高阻值电阻R6连接直流控制端口VA，第3级晶体管T3源极依次连接电感L5、电阻R5到地。
16dB单元采用选通式开关衰减结构，如图4所示，由电感，8级晶体管，电阻组成，具体如下：该电路整体可分为三个部分，2个完全相同结构的SPDT 镜像对称，中间部分为1个衰减网络结构；第1-4级晶体管T1-T4构成第1 个SPDT结构，第5-8级晶体管T5-T8构成第2个SPDT；衰减网络主要由电阻，电感构成；第1级晶体管T1漏极通过电感L1连接射频端口RF1，第1级晶体管T1栅极通过高阻值电阻R1连接直流控制端口VB，第1级晶体管T1源极连接第2级晶体管T2漏极；第2级晶体管T2栅极通过高阻值电阻R2连接直流控制端口VB，第2级晶体管T2源极直接接地；第3级晶体管T3漏极直接连接第1级晶体管T1漏极，第3级晶体管T3栅极通过高阻值电阻R3连接直流控制端口VA，第3级晶体管T3源极连接第4级晶体管T4漏极；第4级晶体管T4栅极通过高阻值电阻R4连接直流控制端口VB，第4级晶体管T4源极直接接地；类似地，第5-8级晶体管T5-T8和射频端口RF2构成第2个SPDT结构；衰减网络中电感L3一端接在第4级晶体管T4漏极，另一端接在第8级晶体管T8漏极；衰减网络中的电阻R10一端接在第2级晶体管T2漏极，另一端接在第6级晶体管T6漏极；电阻R9一端接在第2级晶体管T2漏极，另一端直接接地；电阻R11一端接在第6级晶体管T6漏极，另一端直接接地。
根据图1的电路结构，选择适当的器件，优化电感和晶体管尺寸，实现适当数值的匹配，设计DC-20GHz 6位衰减器，实际测试结果参见图4-9。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.DC-20GHz 6位衰减器，其特征在于：包含6个衰减单元，6个衰减单元依次连接而成，衰减值分别为8dB、0.5dB、16dB、1dB、2dB、4dB，每个衰减单元端口阻抗均为50Ω，0.5dB、1dB、2dB采用简化T型衰减结构，4dB、8dB采用π型衰减结构，16dB采用选通式开关衰减结构。
2.根据权利要求1所述的DC-20GHz 6位衰减器，其特征在于：简化T型衰减结构由电感，1级晶体管，电阻组成，晶体管的漏极通过电感分别连接射频输入输出端口，晶体管的栅极通过高阻值电阻连接至直流控制端口Ⅰ，晶体管源极依次连接电阻、电感到地。
3.根据权利要求1所述的DC-20GHz 6位衰减器，其特征在于：π型衰减结构由电感，3级晶体管，电阻组成，第1级晶体管漏极通过电感连接射频端口Ⅰ，第1级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅰ，第1级晶体管源极依次连接电感、电阻到地；第2级晶体管源极直接连接第1级晶体管漏极，第2级晶体管漏极直接连接第3级晶体管漏极，第2级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅱ，第2级晶体管源极依次连接电感、电阻、电感至第2级晶体管漏极；第3级晶体管漏极通过电感连接射频端口Ⅱ，第3级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅰ，第3级晶体管源极依次连接电感、电阻到地。
4.根据权利要求1所述的DC-20GHz 6位衰减器，其特征在于：选通式开关衰减结构由电感，8级晶体管，电阻组成，该结构电路包括三个部分，2个完全相同结构的SPDT镜像对称，中间部分为1个衰减网络结构；第1-4级晶体管构成第1个SPDT结构，第5-8级晶体管构成第2个SPDT；衰减网络主要由电阻，电感构成；第1级晶体管漏极通过电感连接射频端口Ⅰ，第1级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅰ，第1级晶体管源极连接第2级晶体管漏极；第2级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅱ，第2级晶体管源极直接接地；第3级晶体管漏极直接连接第1级晶体管漏极，第3级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅱ，第3级晶体管源极连接第4级晶体管漏极；第4级晶体管栅极通过高阻值电阻连接直流控制端口Ⅰ，第4级晶体管源极直接接地；类似地，第5-8级晶体管和射频端口Ⅱ构成第2个SPDT结构；衰减网络中电感一端接在第4级晶体管漏极，另一端接在第8级晶体管漏极；衰减网络中的电阻Ⅰ一端接在第2级晶体管漏极，另一端接在第6级晶体管漏极；电阻Ⅱ一端接在第2级晶体管漏极，另一端直接接地；电阻Ⅲ一端接在第6级晶体管漏极，另一端直接接地。
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|---|---|---|---|---|
| CN109495084A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-03-19 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 一种由射频开关控制的衰减器 |
| CN110324023A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-10-11 | 浙江大学 | 一种基于并联电容补偿的超宽带低相位误差数字衰减器 |
| CN113114162A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-13 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种用于cmos宽带幅相多功能芯片的衰减器电路 |
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