conmutador RF

Las aplicaciones de radiofrecuencia y microondas abarcan frecuencias desde 100  MHz para semiconductores hasta 60  GHz para comunicaciones por satélite. Los accesorios de banda ancha aumentan la flexibilidad del sistema de prueba al extender la cobertura de frecuencia. Sin embargo, la frecuencia siempre depende de la aplicación y puede sacrificarse un amplio rango de frecuencia operativa para cumplir con otros parámetros críticos. Por ejemplo, un analizador de redes puede realizar un barrido de 1 ms para medir la pérdida de inserción, por lo que, en esta aplicación, el tiempo de estabilización o la velocidad de conmutación se convierten en parámetros críticos para garantizar la precisión de la medición.

Además de la selección adecuada de frecuencia, la pérdida de inserción es fundamental para las pruebas. Pérdidas superiores a 1 o 2  dB atenúan los niveles máximos de señal y aumentan los tiempos de subida y bajada. Se puede lograr un sistema con baja pérdida de inserción minimizando el número de conectores y rutas de paso, o seleccionando dispositivos con baja pérdida de inserción para la configuración del sistema. Dado que la energía es costosa a frecuencias más altas, los interruptores electromecánicos proporcionan la menor pérdida posible a lo largo de la ruta de transmisión.

La pérdida de retorno se debe a la desadaptación de impedancia entre circuitos. En frecuencias de microondas, las propiedades del material y las dimensiones de un elemento de la red influyen significativamente en la adaptación o desadaptación de impedancia causada por el efecto distribuido. Los conmutadores con un excelente rendimiento en cuanto a pérdida de retorno garantizan una transferencia de potencia óptima a través del conmutador y de toda la red.

La baja repetibilidad de la pérdida de inserción reduce las fuentes de errores aleatorios en la ruta de medición, lo que mejora la precisión de la medición. La repetibilidad y la fiabilidad de un conmutador garantizan la precisión de la medición y pueden reducir el coste total de propiedad al disminuir los ciclos de calibración y aumentar el tiempo de actividad del sistema de prueba.

Isolation is the degree of attenuation from an unwanted signal detected at the port of interest. Isolation becomes more important at higher frequencies. High isolation reduces the influence of signals from other channels, sustains the integrity of the measured signal, and reduces system measurement uncertainties. For instance, an RF switch matrix may need to route a signal to a spectrum analyzer for measurement at –70 dBm and to simultaneously route another signal at +20 dBm. In this case, switches with high isolation, 90 dB or more, will keep the measurement integrity of the low-power signal.

Switching speed is defined as the time needed to change the state of a switch port (arm) from "ON' to "OFF" or from "OFF" to "ON".

As switching time only specifies an end value of 90% of the settled/final value of the RF signal, settling time is often highlighted in solid state switch performance where the need for accuracy and precision is more critical. Settling time is measured to a level closer to the final value. The widely used margin-to-final value of settling time is 0.01 dB (99.77% of the final value) and 0.05 dB (98.86% of the final value). This specification is commonly used for GaAsFET switches because they have a gate lag effect caused by electrons becoming trapped on the surface of the GaAs.

Power handling defines the ability of a switch to handle power and is very dependent on the design and materials used. There are different power handling ratings for switches such as hot switching, cold switching, average power and peak power. Hot switching occurs when RF/microwave power is present at the ports of the switching at the time of the switching. Cold switching occurs when the signal power is removed before switching. Cold switching results in lower contact stress and longer life.

A 50-ohm load termination is critical in many applications, since each open unused transmission line has the possibility to resonate. This is important when designing a system that works up to 26 GHz or higher frequencies where switch isolation drops considerably. When the switch is connected to an active device, the reflected power of an unterminated path could possibly damage the source.

Electromechanical switches are categorized as terminated or unterminated. Terminated switches: when a selected path is closed, all other paths are terminated with 50 ohm loads, and the current to all the solenoids is cut off. Unterminated switches reflect power.

Los interruptores de estado sólido se clasifican en absorbentes o reflectivos. Los interruptores absorbentes incorporan una terminación de 50 ohmios en cada puerto de salida para presentar una baja ROE (relación de onda estacionaria) tanto en estado apagado como encendido. Los interruptores reflectivos conducen potencia de RF cuando el diodo está polarizado inversamente y la reflejan cuando está polarizado directamente.

La fuga de vídeo se refiere a las señales espurias presentes en los puertos de RF del conmutador cuando este se activa sin una señal de RF presente. Estas señales se originan en las formas de onda generadas por el controlador del conmutador y, en particular, en el pico de tensión del flanco ascendente necesario para la conmutación de alta velocidad de los diodos PIN. La amplitud de la fuga de vídeo depende del diseño del conmutador y del controlador del conmutador.

Una larga vida útil reduce el coste por ciclo y las limitaciones presupuestarias, lo que permite a los fabricantes ser más competitivos.