Коммутация сигналов после герконов Опции

[maxics]

Планируем для коммутации 3-х аналоговых ВЧ сигналов (с ПЧ-70МГц) использовать 3 геркона (путём подачи управляющих напряжений на обмотки катушек. После герконов хотим объединить 3 сигнала в одной точке, как показано на схеме. Из правил разоводки плат следует, что так делать нельзя – переотражения сигналов и другие искажения будут портить всю картину. Так ли это, при условии, что сигналы аналоговые и активным будет какой-либо один из герконов?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

Планируем для коммутации 3-х аналоговых ВЧ сигналов (с ПЧ-70МГц) использовать 3 геркона

Есть специальные высокочастотные реле, если уж нужна гальваническая развязка.

[maxics]

Есть специальные высокочастотные реле, если уж нужна гальваническая развязка.

Планируется установка герконового реле до 7 ГГц meder CRF05 http://www.farnell.com/datasheets/96341.pdf

[Guest_TSerg_*]

На мой взгляд этой проблемой надо озадачиваться на значительно более высоких частотах.
А так - герконы МКА-10704, коммутирующие цепи до 2 ГГц.

[khach]

На мой взгляд этой проблемой надо озадачиваться на значительно более высоких частотах.
А так - герконы МКА-10704, коммутирующие цепи до 2 ГГц.

А что делать с висящей в воздухе частью разомкнутого геркона? На проход такие реле действительно хороши- достаточно геркон в трубочку запихать такую, чтобы получился 50 омный коаксиальный кабель ( с учетом диэлектрической проницаемости стекла геркона конечно) и можно гонять гигагерцы. А вот если два или более герконов работает на общую нагрузку- то разомкнутые герконы образуют резонатор с нехилой добротностью и все звенит на ВЧ. Пришлось за герконовыми реле ставить последовательно обычные РФ КМОП свичи- герокны обеспечивали изоляцию, а свичи отключали отключенные герконы (звучит бредово, не правда ли?)

[Guest_TSerg_*]

Выходы герконов объединяются на микрополосковую линию.
Вот пример реальной схемы и изделия - ГКЧ.

[Proffessor]

После герконов хотим объединить 3 сигнала в одной точке, как показано на схеме. Из правил разоводки плат следует, что так делать нельзя – переотражения сигналов и другие искажения будут портить всю картину. Так ли это, при условии, что сигналы аналоговые и активным будет какой-либо один из герконов?

Контакты разомкнутых реле и подводящие проводники на плате будут представлять собой короткие емкостные шлейфы, которые на частоте 70 MHz никак на согласование не повлияют (при оптимальной топологии платы). Вам гораздо важнее было бы озаботиться развязкой коммутатора: задать требуемое значение, и сравнить с тем, которое обеспечивает данный тип реле на этой частоте (40-50dB). Если развязка недостаточна, менять/усложнять схему коммутатора.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 4 2013, 10:58

[khach]

Выходы герконов объединяются на микрополосковую линию.
Вот пример реальной схемы и изделия - ГКЧ.

Вот именно такая схема и довела нас почти до инфаркта, пока не промеряли VNAшкой импеданс цепи с каждым замкнутым и разомкнутым герконом и поняли, где собака порылась. Правда частоты у нас были до 2 ГГц. Притом макет на "голых" герконах (без экранной трубки) работал более-менее нормально- просто были больше потери.
Правда было одно отличие- мы такой коммутатор поставили на вход, т.е он работал наоборот по сравнению с нарисованным. В генераторе, который всегда нагружен ан 50 Ом, влияни паразитных резонаторов размкнутых герконов будет меньше.

[ledum]

Ну кто ж так ставит задачу? Откуда идут сигналы? В смысле с какого расстояния от коммутатора до источника. Одно дело, если он в 2см от коммутатора, а другое - если от другой стойки коаксиалом метров за 10 - работе источника на открытый обрубок коаксиала не позавидуешь. Дальше. Какая необходима развязка? Все ж зависит от АЦП и что потом Вы с этим сигналом собираетесь делать? Если перефильтровывать и передецимировать - это одно, а если Вам хватит 5-битного АЦП - совсем другое. Здесь и Ваших герконов хватит, а если первый вариант - то или ВЧ реле с хорошей развязкой или набрать из абсорбирующих 50Омных ключей. При этом помнить, что Хиттайты имеют конденсаторы на корпус для встроенных 50 Ом нагрузок, поэтому КСВ ниже 200МГц может взлетать, а во многих Перегринах стоят преобразователи минусового напряжения, которые наводят спуры с уровнем минус 70-80дБн. Но у некоторых (PE42451, например) при подаче внешнего минуса этот генератор отключается и эта проблема снимается.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 4 2013, 12:10

[Guest_TSerg_*]

>Вот именно такая схема и довела нас почти до инфаркта,
>Правда частоты у нас были до 2 ГГц

Так я не зря уточнил, что до 60..80 МГц проблем не вижу.

P.S.

В бытность радиолюбителем делал аттенюаторы на обычных реле РЭС47 до частот 30 МГц.
Проходная емкость 2-3 pF давала вполне удовлетворительную развязку.
Хотя, формально - реле для коммутации сигналов не выше 3-4 кГц.

[ledum]

Реле вопрос особый. 3 пика навскидку в 50 Омном тракте на 70МГц это 24 дБ развязки. В принципе для 4-х битного АЦП покатит. Да еще небось 50мВ минимально допустимое коммутируемое напряжение по паспорту. Ниже - неконтакт, термоЭДС и разного рода шумы. Без никаких гарантий производителя.
Что касается нормальных реле - OMRON G6Y ИМХО адекватны при своих 5 баксах цены и 90дБ развязки на 100МГц.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 4 2013, 15:42

[Guest_TSerg_*]

Как бы, немного смущаясь, я вовсе не рекомендую использовать древние НЧ реле ТС-ру
Впрочем, в Те времена были и хорошие ВЧ-реле: РЭВ*, РПВ* - антенные хозяйства многих известных проф. и любительских р/ст ими коммутировались.

Если у ТС сигнал малой амплитуды и мощности, как вариант рассмотреть коммутацию pin-диодами.

Ну а OMRON - да, особенно модельный ряд G9YA

[Proffessor]

50мВ минимально допустимое коммутируемое напряжение по паспорту. Ниже - неконтакт, термоЭДС и разного рода шумы. Без никаких гарантий производителя.

Еще в древние времена техтехконтроль на предприятиях заставлял разработчиков в таких случаях пропускать через контакты реле постоянный ток минимальной величины, который указывался в паспортных данных на реле.

[Guest_TSerg_*]

..заставлял разработчиков в таких случаях пропускать через контакты реле постоянный ток минимальной величины, который указывался в паспортных данных на реле.

Разумеется, это же очевидно

[ledum]

Еще в древние времена техтехконтроль на предприятиях заставлял разработчиков в таких случаях пропускать через контакты реле постоянный ток минимальной величины, который указывался в паспортных данных на реле.

Абсолютно ничего не разумеется и не очевидно. И никто никого не заставлял - наш отдел надежности тесно контактировал с производителями, таких рекомендаций никогда не давал. Ибо. Еще в те же древние времена производители реле вместе с их военпредами заявляли - пропускай не пропускай, а гарантировать параметры на микровольтах для реле кроме всяких герконовых РЭВ-18 или РЭВ-20 и пары герметичных ВЧ реле (РЭА12) с такими же нормами никто не будет. Написано 50мВ - значит 50мВ, остальное от лукавого. Плюс НЧ подшумка на 30-500мкВ от самих источников смещения с переносом на ВЧ с помощью мощных помех (страдала избирательность по соседнему каналу). Есть сигнальные нормированные реле для микровольтов - вот их и используйте - остальное - нарушение стандартов ВТ. Так нам заявили, когда на надежности после нескольких лет работы начали заметно падать чувствительности приемников. ЕМНИП РПВ5/7 или что-то похожее там стояли с подпиткой током. В рекомендациях только см. ниже и никаких подпиток

Сообщение отредактировал ledum - Sep 5 2013, 07:09

Эскизы прикрепленных изображений

 

[khach]

Раз тут знающие о реле собрались, то вопрос- как называлась в Союзе сери герконовых ртутных реле? А то давно присел для измерений на ртутные реле от Clare (Mercury Wetted Relay) но среди них тяжело найти удовлетворяющие требованиям РЧ и СВЧ.

[Proffessor]

РПВ5/7 или что-то похожее там стояли с подпиткой током.

Но все же подпитка была, и наверное не случайно.
Микровольты шумов в тракте ПЧ вряд ли имеют значение.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 5 2013, 08:50

[ledum]

Но все же подпитка была, и наверное не случайно.
Микровольты шумов в тракте ПЧ вряд ли имеют значение.

Это коммутатор антенн, а не ПЧ. Подпитку придумали наши рационализаторы, начитавшись ИМХО "Радио". Вообще изначально проблема была в ненадежности герконовых реле (залипали в самый неподходящий момент, а это бортовая самолетная аппаратура) - попытались заменить обычными. К сожалению не знаю чем закончилось - изделие было не нашего КБ, а проблема постоянно подымалась на совещаниях у ГК, потом мы перешли на другой, вновь построенный, завод объединения и у нас появился свой ГК. Но галочку для себя поставил.
То Александр, слышал о таких, но не встречал у нас. Тем более высокочастотных. Что-то в приборах для измерения пикоампер вроде было - метрологи упоминали.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 5 2013, 09:47

[Guest_TSerg_*]

Ну, так посмотрите на древние РЭВ-18 ( на параметры при частоте > 1 MHz ) и удивитесь.
http://www.155la3.ru/datafiles/rev18.pdf
http://rezonance.ru/news/tehinfo/209.html

http://www.155la3.ru/rev18.htm

50.. pA и 2.. uV

И это еще не "смоченные" контакты

[ledum]

Ну, так посмотрите на древние РЭВ-18 ( на параметры при частоте > 1 MHz ) и удивитесь.

Чему? Это мои домашние запасы. Я ж об этих реле на предыдущей странице писАл.
А вообще некоторые нормальные фирмы даже термоЭДС пишут. У Аксикома, например, меньше 10мкВ. Но это не ВЧ, конечно.

[Guest_TSerg_*]

>Я ж об этих реле на предыдущей странице писАл.

Значит проскочил глазом

[maxics]

Решил использовать Герконовое реле MEDER CRF05, прежде всего из-за габаритов. Помогите разобраться как оно работает. в Описание говорится ( http://www.farnell.com/datasheets/96341.pdf ): Nominal Voltage - 5V; Max Operate Voltage - 3.75V. Так какое напряжение нужно подавать на катушку, чтобы ключ замкнулся?

[Guest_TSerg_*]

operate - включение
release - выключение

P.S.
Если Вам китаейсткий ближе, извините - там явно будут другие фрукты.

[maxics]

operate - включение
release - выключение

P.S.
Если Вам китаейсткий ближе, извините - там явно будут другие фрукты.

Вопрос был в чем разница между nominal и operate. С чего вы взяли, что это китайцы?

Сообщение отредактировал maxics - Sep 8 2013, 17:11

[ledum]

А мне кажется просто трудности перевода с немецкого английского на русский английский. Возле оперэйт надо было бы поставить не хуже, в смысле не более. Если исходить с последней страницы http://www.meder.com/fileadmin/meder/pdf/e...ignals_0109.pdf во избежание проблем с термоэдс при прогреве катушки они предоставляют пользователю фичу снижения напряжения с номинального срабатывания 5В до рабочего 3.5В, при котором еще гарантируются параметры контактов реле. И они написали макс 3.5В, в смысле не более 3.5В. ИМХО.

BTW. термоЭДС - в данном слчае врядли внесет какие-то шумы в ПЧ 70МГц. Это постоянка в основном, намного меньшая внутреннего смещения в АЦП. Наоборот, ИМХО, надо оставаться на 5В, чтобы прижим контактов геркона был максимальным, для уменьшения шумов, чтобы продавить возможное наличие зазора от пылинок и окалины размером 0.005-0.025мкм, которые могут сделать основными механизмами проводимости туннельный эффект и термоэлектронную эмиссию - вот эти вещи могут давать зашумливание.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 9 2013, 05:03

[maxics]

Для управления герконом выводы катушки хочу подключить к ПЛИС. Вых. напряжение 3.3 В. Хватит-ли этого или лучше ставить микросхему повышения уровня и делать 5 В?

[MaslovVG]

В далеких 70-х на радиорелейной линии для комутации промежуточной частоты 70Мгц использовались герконовые реле. Но в схеме ключа использовалось три реле. по схме Т. для уменьшения "просачивания" сигнала в выключеном состоянии средняя точка заземлялась. Обратите внимание на паразитную ёмкость паралельно контактам.

[maxics]

И всё-же, какое напряжение подавать на катушку?


Есть Nominal Voltage: 5 V
и Operate Voltage: max 3.75V
Могу я подать на катушку 3.3V, чтобы замкнуть ключ?

[Proffessor]

Могу я подать на катушку 3.3V, чтобы замкнуть ключ?

Напряжение срабатывания 3,75V(максимально возможное значение), поэтому 3,3V не пойдет.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 11 2013, 10:15

[khach]

Operate Voltage: max 3.75V

Это напряжения гарантированного срабатывания. Т.е если подать меньше 3.75 то некоторые реле могут несработать. А 5В - рассчетное рабочее напряжение, обычно ограничено нагревом катушки. Так что если проблем с энергопотреблением нет- подавайте 5В, минус падение на ключах (если они по-старинке на биполярах) как раз и выйдет около 4В. На современных мосфет ключах получается некоторое превышение параметров, но в пределах допуска. А вот если питание есть только 3.3В или батарейное только- то лучше сделать конденсаторный буст, т.е поднимать напряжение выше 3.75 только на время замыкания реле, а потом удерживать, ориентируясь на напряжение отпускания 0.75В - можно сильно сэкономить батарейку или потребление по USB, да и нагрев реле значительно меньше. Но за это надо платить сложным драйвером.

[ledum]

Все-таки после внимательного прочтения их аппликухи я продолжаю утверждать, что 3.75В, по мнению Медер электроникс это напряжение гарантированного удержания при обеспечении параметров замкнутых контактов. Напряжение срабатывания - 5В. Все, что ниже, может не сработать. Само собой 5В - это с запасом, но они про это ничего не говорят. На 3.3В после буста ни в коем разе закладываться нельзя.

[khach]

У герконовых современных миниатюрных реле (с пластиковым корпусом) еще один прикол есть, который очень важен для коммутатора- они магнитное поле соседних реле чувствуют. Так что включится или не включится канал- может зависить от состояния обмоток соседних релюшек. Обычно эти данные глубоко спрятаны в какой- либо аппноте по магнитной совместимости и правилам монтажа. Именно в Рф-ВЧ аппликухах на эти грабли и наступали, т.к для уменьшения паразитов лепили релюшки вплотную друг к другу.

[alexkok]

BTW. термоЭДС - в данном слчае врядли внесет какие-то шумы в ПЧ 70МГц. Это постоянка в основном, намного меньшая внутреннего смещения в АЦП. Наоборот, ИМХО, надо оставаться на 5В, чтобы прижим контактов геркона был максимальным, для уменьшения шумов, чтобы продавить возможное наличие зазора от пылинок и окалины размером 0.005-0.025мкм, которые могут сделать основными механизмами проводимости туннельный эффект и термоэлектронную эмиссию - вот эти вещи могут давать зашумливание.

Здесь похожие эффекты измерены Harmonic Distortion & Stabiliants

Сообщение отредактировал alexkok - Sep 12 2013, 02:17

[ledum]

Здесь похожие эффекты измерены Harmonic Distortion & Stabiliants

Это ИМХО не совсем то. Скользящий хорошо подпружиненый контакт разъема и контакт реле - разные вещи. 3-4 случайные пылинки или окалинки размером в 25-50нм (а какие фильтры стояли на наших неполупроводниковых заводах на приточно-вытяжной вентиляции? ну микрон размером в лучшем случае) на поверхностях контактов реле могут сделать совершенно невозможным коммутировать сигналы с уровнем меньше 50мВ. За тридцать лет после окончания 2-х летнего курса "Поверневих явищ в провідниках та напівпровідниках" к сожалению, многое подзабылось. Может кто поправит, если неправ.

[maxics]

Спасибо за ответы. Последний вопрос по подключению.

10 - вход
2 - +5 В
3 - GND
5 - выход
1,4,6,7,8,9 - NC
Правильно я понял?

[maxics]

В Итоге остановились на сборке Дарлингтона ULN2003A, подключив ее к герконовому реле по следующей схеме:

Когда с ножки ПЛИС подается ‘0’, то на выводе 2 геркона +5 В, соответственно ключ разомкнут, если подаем с ножки ПЛИС ‘1’, то на выводе 2 геркона +0.7 В – ключ замыкается.
Проблема в помехе которая лезет в два канала одновременно:

Отключаем +5В с реле(вывод 1) и видим чистый шум:

Что неправильно в схеме подключения? Как исправить ситуацию?

Сообщение отредактировал maxics - Dec 12 2013, 06:15

[Guest_TSerg_*]

Фильтровать питание?

[shf_05]

подключите com транзисторной сборки к +5В, чтобы при отключении катушки не пробивало транзистор
если на картинках действительно помеха из цепей управления реле (синфазная) из-за связи по ВЧ м/у управлением и контактами, то можно поставить дросселек последовательно с выводами управления реле.