Новые широкополосные аттенюаторы для поверхностного монтажа

Некоторые особенности аттенюаторов TT9

Аттенюаторы TT9 обладают компактными габаритными размерами и не превышают 1,78×1,62 мм. Несмотря на свою компактность, аттенюаторы могут работать с мощностями до 500 мВт, коэффициент ослабления в свою очередь может быть выбран в диапазоне от 0 до 10 дБ с шагом 1 дБ. Установочные размеры новых аттенюаторов одинаковы как для обычного исполнения, так и для исполнения с температурной компенсацией (Thermopad) серии WTVASMTF.

Сам производитель описывает новинку следующим образом: «Наши аттенюаторы TT9 SMT раздвигают границы работы на высоких частотах и удовлетворяют запросам и требованиям большинства современных применений. Они спроектированы с оглядкой на растущие мощности и сохраняют при этом низкую стоимость владения, высокие эксплуатационные характеристики и целостность сигнала» (Пол Харрис, вице-президент по маркетингу и продажам).

Основные характеристики TT9

Основные характеристики новых аттенюаторов приведены в таблице 1. Можно выделить некоторые ключевые особенности и преимущества TT9, такие как компактность, высокая мощность, возможность поверхностного монтажа, низкий КСВН (коэффициент стоячей волны по напряжению), простота применений, широкий диапазон доступных исполнений.

Радиочастотные испытания

Для получения более достоверных результатов были проведены сравнительные анализы значений, полученных с помощью демо-платы и с помощью специального измерительного устройства. Далее в статье будут приведены основные различия в радиочастотных характеристиках, полученные в процессе испытаний аттенюаторов TT9XX.0SMT.

Методика испытаний

Первая группа аттенюаторов TT9XX.0SMT с коэффициентом затухания от 0 до 10 дБ, припаянных к тестовой плате REF4720 припоем Sn62. Плата была модифицирована для возможности размещения на универсальной испытательной колодке Anritsu 3870C. Измерения проводились с помощью Anritsu 37297C VNA (рис. 3).

Рис. 3. Подготовка к испытаниям

Стандартизированное коаксиально-микрополосковое подключение испытываемого изделия на калиброванной универсальной испытательной колодке позволяет получить наиболее достоверные результаты испытаний. Измерения с универсального испытательного устройства принимаются за справочные значения, которые можно использовать в дальнейшем также в качестве s-параметров во время частотных симуляций.

Вторая группа образцов аттенюаторов была из той же партии, что и первая. Образцы были испытаны с помощью демо-платы EVB-TT9, изображенной на рис. 4.

Рис. 4. Демо-плата EBV-TT9

Плата была модифицирована, чтобы создать условия, более приближенные к реальной эксплуатации, была добавлена возможность установить аттенюаторы без запайки их в плату. Измерения проводились с помощью Agilent E8363 VNA. Полученные результаты испытаний второй группы аттенюаторов показали достойный уровень, достаточно близкий к показательным значениям первой группы.

Комментарии и результаты испытаний

Стоит отметить, что потери, вызванные линиями подключения, являются неотъемлемой частью основного коэффициента затухания. Попытка исключить эти значения приведет к уходу коэффициента затухания от заданных уровней в обеих группах образцов. S-параметры всегда содержат полные данные, которые позволяют конструкторам проводить симуляции опираясь на значения, полученные в реальных испытаниях.

В обеих группах образцов наблюдается некоторый провал на высоких коэффициентах затуханий (8, 9, 10 дБ) при приближении к верхним границам частотного диапазона (рис. 5). Этот эффект может быть вызван внутренними особенностями прохождения сигнала в аттенюаторах, но измерения не могут его достоверно зафиксировать.

Рис. 5. Коэффициент затухания

Основная погрешность измерения с помощью универсального испытательного устройства невелика и вызвана разницей потерь на переходах. Эти значения несущественны на частотах до 10 ГГц и увеличиваются до 0,4 дБ на 20  ГГц (рис. 6).

Рис. 6. Выявление погрешности

Основной источник погрешности во второй группе образцов — потери на переотражении, вызванные увеличенной длиной печатной платы, а также качеством и согласованностью соединителей на ее концах. Соотношение паразитных потерь второй группы примерно в три раза выше, чем в первой, это хорошо видно на рис. 7.

Рис. 7. Паразитные потери

По графикам, приведенным на рисунках 8 и 9, можно заметить, что все испытанные устройства удовлетворили требованиям, заявленным в спецификации на серию, и наихудшие показатели были получены на аттенюаторе 0 дБ на 10 ГГц, но тем не менее даже в этом случае значение КСВН не превысило 1,7:1.

Заключение

Основываясь на полученных в ходе радиочастотных испытаний измерениях, можно сделать вывод о том, что обе группы образцов удовлетворяют требованиям и характеристикам, указанным в спецификации на аттенюаторы TT9. Также испытания доказали, что демо-плату можно модифицировать для дальнейшего применения в качестве проверочной с возможностью установки аттенюаторов без запайки.