浅谈射频开关

eefocus_3860979

开关是射频通路中的常用器件。只要涉及到通路切换，都需要用到它。常见的射频开关有电子开关，机械开关，PIN管开关。今天主要讲讲电子开关。

指标

插损：开关在导通状态下的衰减量

隔离度：开关在断开状态下的衰减量

功率容量：开关所能承受的最大功率

瞬变时间:导通时，RF输出从10%增加到90%或者在断开时RF输出从90%减少到10%所需要的时间。

切换时间：从控制电压位于50%点开始，到RF输出达到90%点（在导通的时候），或者是RF输出减少到10%点（在断开的时候）所需要的时间（具体时间点，看datasheet上的标注）。

1dB功率压缩点：损耗增加1dB所对应的功率  

分类

吸收式和反射式

吸收式开关，在关断状态时下，通过50ohm负载吸收反射信号，所以其在关断状态时，驻波也很好。

反射式开关，在关断状态下，处于开路或短路状态，对信号全反射，所以在关断状态时，驻波很差。

通常，反射式开关的承受功率要比吸收式开关大。

一般情况下，反射式和吸收式开关都可以使用；但是如果指标性能对反射波比较敏感，则需要选择吸收式开关。

SPST(单刀双掷)，SPDT(单刀双掷)，SPnT(单刀多掷)，DPDT(双刀双掷)等

大功率和小功率开关

小功率开关的话，产品种类比较多。大功率开关的话，比如10W、20W，可以去peregrine半导体查找是否有合适的。电子开关相对于PIN管开关来说，功耗比较低。

使用注意事项

热切换：开关带功率切换。使用时，需要关注这个功率电平。特别对于大功率开关，一般都要求，先关断射频信号，然后再切开关。打个比方，只有公路修好了，汽车才能开。

确认开关输入输出端是否需要加电容。有的开关手册上，会标注，可以不加；单有的开关手册上，标注必须加。

控制端的RC滤波的时间和频率响应问题。要求RC滤波器的时间响应不能超过系统所需的值。比如说，你系统的收发转换时间是100us，那你RC滤波器的响应时间极限值不能超过100us-开关的响应时间。RC滤波的带宽不是越窄越好，以控制信号频率的3~5倍为宜，这样既能保证滤除大部分的谐波分量，又能保持方波的基本特性。

作者在使用过程中碰到的问题

案例一：

假设滤波器的中心频率为250MHz，3dB带宽为5%，要求在偏移载波20%处加一1W的干扰信号时，接收机仍能正常工作。你知道最后，选了多大功率的开关后，才满足这个指标的么？10W。本来理解是，选择P0.1dB点大于2W的开关，应该已经很有余量了，但实际不是。

可能原因是因为在滤波器带外，滤波器呈现短路或开路状态，对干扰信号全反射，则输入信号与反射信号叠加，导致在开关处的功率增大。

案例二：

开关和放大器级联。用信号源控制射频信号的ON和OFF。发现，两者级联后的响应时间很长，达ms级；但是单测开关和放大器的响应时间都很短，为ns级。最后在开关和放大器中间并联了一10K电阻到地，才缩短级联后的响应时间。原因未想明白。

阅读全文