【導(dǎo)讀】本應(yīng)用筆記討論了 VMMK-3313 及其晶圓級(jí)封裝檢測(cè)器在 15 至 33 GHz 應(yīng)用中的使用。VMMK-3313 是一款帶有集成溫度補(bǔ)償檢測(cè)器的寬帶定向耦合器，設(shè)計(jì)用于在 15 至 33 GHz 的各種頻段下工作，典型插入損耗為 0.5 dB。該檢測(cè)器提供與射頻功率輸入成比例的直流輸出，從而提供測(cè)量放大器功率輸出的方法。
本應(yīng)用筆記討論了 VMMK-3313 及其晶圓級(jí)封裝檢測(cè)器在 15 至 33 GHz 應(yīng)用中的使用。VMMK-3313 是一款帶有集成溫度補(bǔ)償檢測(cè)器的寬帶定向耦合器，設(shè)計(jì)用于在 15 至 33 GHz 的各種頻段下工作，典型插入損耗為 0.5 dB。該檢測(cè)器提供與射頻功率輸入成比例的直流輸出，從而提供測(cè)量放大器功率輸出的方法。
簡(jiǎn)介
VMMK-3313 是一款帶有集成溫度補(bǔ)償檢測(cè)器的寬帶定向耦合器，專(zhuān)為 15 至 33 GHz 應(yīng)用而設(shè)計(jì)。該檢測(cè)器提供與射頻功率輸入成比例的直流輸出，從而提供測(cè)量放大器功率輸出的方法。
VMMK-3313 是一款三端器件，其“直通”50 Ω 傳輸線(xiàn)直接連接在射頻輸入和射頻輸出端口之間。直流偏置被饋送到射頻輸入端口，并且整流后的直流可在射頻輸出端口獲得。
使用 VMMK-3313
由于只有三個(gè)端子可用，直流偏置和檢測(cè)到的電壓分別在內(nèi)部直流耦合到輸入和輸出端子。VMMK-3313 成功運(yùn)行的關(guān)鍵是使用連接到 RF 輸入端口和 RF 輸出端口的低損耗偏置去耦網(wǎng)絡(luò)。圖 1 顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的電路。'
偏置 VMMK-3313 檢測(cè)器模塊
偏置去耦網(wǎng)絡(luò)與用于偏置分立晶體管的網(wǎng)絡(luò)非常相似。兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)都提供了到設(shè)備的低損耗交流耦合射頻路徑、在輸入上對(duì)設(shè)備進(jìn)行直流偏置的方法以及在設(shè)備輸出上提取檢測(cè)到的電壓的方法。15 至 33 GHz 頻率范圍內(nèi)的偏置去耦網(wǎng)絡(luò)通常由四分之一波高阻抗線(xiàn)路和后面的低阻抗四分之一波短截線(xiàn)組成。與 VMMK-3313 的工作頻率范圍相比，這些頻帶本質(zhì)上是窄頻帶。添加一些以 R1 和 R2 形式串聯(lián)的電阻可以增強(qiáng)帶寬。
檢測(cè)器的內(nèi)部負(fù)載電阻約為 20 kΩ。如果需要，電阻器 R3 可以用作檢測(cè)器的外部負(fù)載電阻器。盡管 C4 提供額外的去耦，但 C4 處的任何并聯(lián)電容都會(huì)降低檢測(cè)器的視頻帶寬，因此可能并不理想。檢測(cè)器本身的 -3 dB 視頻帶寬約為 30 MHz。輸出端設(shè)備外部的任何額外旁路都會(huì)降低帶寬。本應(yīng)用筆記的后續(xù)部分將提供更多詳細(xì)信息。
RF 輸入端口的建議偏置電壓為 1.5 V。在此標(biāo)稱(chēng)偏置下，偏置電流通常為 0.16 mA。在沒(méi)有 RF 輸入功率的情況下，檢測(cè)到的輸出端口處會(huì)出現(xiàn)標(biāo)稱(chēng) 60 mV Voffset 電壓。VMMK-3313 的直流輸出與射頻輸入的關(guān)系圖如圖 2 所示。
PCB圖案
偏置網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)通常是在微帶線(xiàn)中完成的。推薦的印刷電路板通孔圖案如圖 3 所示。這是一種非阻焊層定義的封裝 (NSMD)。與器件接壤的阻焊層的輪廓由綠色指示的區(qū)域顯示。推薦的封裝不需要在器件下方有任何電鍍通孔。建模和測(cè)試表明，當(dāng)安裝在 0.010” 厚的 RO4350 印刷電路板材料上時(shí)，將過(guò)孔放置在器件兩側(cè)（0.003 英寸以?xún)?nèi)）附近（如圖 3 所示）可以為 VMMK-3XXX 系列器件提供良好的接地。
VMMK 器件的推薦 PCB 布局
演示性能
使用演示板演示性能需要將 VMMK-3313 安裝在帶連接器的 50 Ω 微帶線(xiàn)上。厚度為 10 mil 的 Rogers 4350 印刷電路板材料用作進(jìn)出 VMMK-3313 的低損耗基板。50 Ω 線(xiàn)寬為 0.020”。印刷電路板堆疊是多層堆疊，可在測(cè)試期間提供剛性。總厚度為0.060”。Southwest Microwave 2.4 mm 連接器 (PN 1492-03A-5) 用于提供到微帶線(xiàn)的平滑過(guò)渡。演示板上包含偏置去耦網(wǎng)絡(luò)，用于在輸入端口注入電壓，并作為測(cè)量輸出端口檢測(cè)到的電壓的方法。
當(dāng)任何低損耗元件嵌入電路板時(shí)，在很寬的頻率范圍內(nèi)測(cè)量其損耗是很困難的。四分之一波偏置去耦線(xiàn)和開(kāi)路梯形短截線(xiàn)提供了一種低損耗的偏置去耦方式；然而，它們本質(zhì)上是窄帶的。
為了證明 VMMK-3313 本身的損耗，需要去嵌入所有印刷電路板損耗，包括 50 Ω 微帶線(xiàn)、偏置去耦線(xiàn)和連接器。如圖 4 所示，開(kāi)發(fā)了一組演示板來(lái)幫助測(cè)量 VMMK-3313 的損耗。
VMMK-3313 演示板
頂部演示板包括 VMMK-3313 器件、偏置去耦網(wǎng)絡(luò)和連接器。中間板包括除 VMMK-3313 設(shè)備之外的所有這些相同組件。這兩塊板的損耗差異應(yīng)該是VMMK-3313的損耗。第三塊板包含簡(jiǎn)單的 50 Ω 傳輸線(xiàn)和連接器，可用作測(cè)量介電損耗的參考。
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