Фазовращатель это: Фазовращатель в ДВС. Что это такое и основной принцип работы. Разберем VVT, VVT-i, CVVT, VTC, VANOS, VTEC и прочие

Содержание

Что такое фазовращатель в двигателе?

Эффективность ДВС во многом зависит от того, насколько хорошо отводятся отработанные газы и подается свежая воздушная смесь. Этим занимается ГРМ, и при хорошей настройке механизм показывает хорошие результаты. Однако повышение мощности и эффективности движка требует применения усовершенствованных узлов, и именно таким является фазовращатель.

Зачем нужен фазовращатель и что это такое

Не секрет, что инженеры берут усредненные показатели при проектировании любого двигателя. Это значит, при любых оборотах обычного двигателя время открытия впускного и выпускного клапанов останется одинаковым. Это значительно сокращает затраты на производство, но высокой эффективность подобный движок похвастаться не сможет.

Фазовращатель устанавливается для того, чтобы регулировать время открытия и закрытия клапанов, а также добиться отсутствия перекрытия – одновременного открывания обоих видов клапанов. Это муфта, которая устанавливается на конец распредвала и немного сдвигает его, позволяя открывать клапана в определенный момент. Может устанавливаться на оба распредвала либо же только на один. Управлением занимается бортовой компьютер.

Основные конструкции фазовращателя

Предназначение у любого фазовращателя одинаковое, а вот конструкция может быть разная:

  • гидравлические. Имеет муфту со смещающимися корпусом и ротором. Подключается к системе смазывания мотора, в зависимости от накачки масла поворачивает распредвал;
  • с разными кулачками. У этой системы разные профиля кулачков на распредвалу для каждого газоотводного клапана, а также разные коромысла. При повышении оборотов разница уменьшается, а ширина фазы уменьшается;
  • система MultiAir. У такой конструкции впускного распредвала нет вообще, а наличный на выпуске вал управляет обоими процессами: выпуском механически, а впуском – посредством электро- гидравлической системы.

Система распределения газов без валов

Есть фазовращатель, у которого нет не только распределительных валов, но и дросселя, и привода ГРМ в виде цепи или ремня. Положение клапанов регулируется датчиком движения и пневматической пружиной с электромагнитным приводом. Каждый клапан регулируется бортовым компьютером отдельно, скорость реакции очень большая, а смещение положения может быть любым. В результате работе клапанов впуска и выпуска газов регулируется очень точно. Пока такая система очень дорогая и встречается только в суперкарах.

В магазине «Питстор» в продаже найдутся качественные расходные жидкости в виде моторного и трансмиссионного масла, омывателей и прочей автохимии, которая поможет поддерживать любой автомобиль в исправном рабочем состоянии. У нас можно купить по отличной цене и другие мелкие предметы, нужные для ухода за машиной, скрытия внешних повреждений и украшения экстерьера. Загляните в каталог – и вы точно не останетесь разочарованными ни качеством наших товаров, но их привлекательной стоимостью!

Принцип работы фазовращателя

Для чего нужны фазовращатели

ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

ФАЗОВРАЩА́ТЕЛЬ — уст­рой­ст­во для из­ме­не­ния фа­зы элек­трических (элек­тро­маг­нит­ных) ко­ле­ба­ний. При­ме­ня­ет­ся в ав­то­ма­ти­ке, пре­об­ра­зо­вательной, из­ме­рительной и СВЧ-тех­ни­ке для из­ме­не­ния фор­мы вход­но­го сиг­на­ла, ком­пен­са­ций фа­зо­вых ис­ка­жений сиг­на­лов, фа­зо­вой мо­ду­ля­ции, соз­да­ния за­дан­ных фа­зо­вых сдви­гов сиг­на­лов в ко­ге­рент­ных ра­дио­сис­те­мах (напр., в фа­зи­ро­ван­ных ан­тен­ных ре­шёт­ках) и др.

Большинство современных ДВС все более активно получают систему изменения фаз газораспределения.

Фиксированные фазы газораспределения заставляют конструкторов ДВС проектировать мотор так, чтобы присутствовала уверенная тяга в диапазоне низких и средних оборотов, но при этом оставался запас мощности для поддержания набранной скорости и дальнейшего ускорения автомобиля при выходе ДВС на режимы около зоны максимальных оборотов. 

Система изменения фаз газораспределения VVT (англ. Variable Valve Timing) создана для динамичной корректировки рабочих параметров механизма газораспределения.

Данное управление осуществляется с учетом различных режимов работы силового агрегата.

Эта система позволяет добиться повышения мощности мотора и моментной характеристики. Она обеспечивает экономию горючего, а также снижает токсичность выхлопных газов в процессе работы двигателя.

Кроме этого, она влияет на основные параметры работы газораспределительного механизма. К таким параметрам относят моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, длительность времени открытия клапана и высоту его подъема. От этого зависит продолжительность такта впуска и выпуска, что выражается тем углом, на который повернут коленчатый вал двигателя по отношению к мертвым точкам (ВМТ и НМТ) во время движения поршня в цилиндре. Форма кулачка распределительного вала определяет фазу газораспределения, так как указанный кулачок оказывает прямое воздействие на впускной или выпускной клапан ГРМ.

Для чего необходима система изменения фаз газораспределения

В режиме холостого хода наиболее рациональными становятся «узкие» фазы газораспределения, под которыми понимается позднее открытие и ранее закрытие клапанов. При этом исключается перекрытие фаз, под которым понимается время одновременного открытия впускного и выпускного клапана. Это необходимо для того, чтобы исключить попадание выхлопных газов во впуск и выброс топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор.

Выход мотора на режим максимальной мощности означает повышение оборотов, так как распредвал крутится быстрее и время открытия клапанов сокращается. Для того чтобы не терялась мощность и крутящий момент на высоких оборотах сохранялся, в двигатель должно поступать намного больше топливно-воздушной смеси, а выпуск отработавших газов должен быть реализован максимально эффективно. Задача решается путем раннего открытия клапанов и увеличения времени их открытия, делая фазу «широкой». Фаза перекрытия также расширяется до максимума с ростом оборотов, что необходимо для качественной продувки цилиндров.

Если мотор работает на низких оборотах, нужны максимально короткие фазы газораспределения.

Время открытия клапана должно быть увеличено до максимума, параллельно обеспечивая такты впуска и выпуска, а также эффективное перекрытие.

Сам кулачок распредвала имеет форму, которая способна обеспечить как реализацию узкой, так и широкой фазы.

Проблема заключается в том, что фиксированная форма кулачка не позволяет одновременно добиться узких и широких фаз газораспределения. 

Системы изменения фаз газораспределения

система поворота распредвала;

кулачки распредвала с различным профилем;

система изменения высоты подъема клапанов;

система на основе гидроуправляемой муфты;

муфта гидроуправляемая.

Работа указанных выше систем основывается на небольшом повороте распредвала по ходу его вращения. Такой способ позволяет добиться раннего открытия клапанов сравнительно с их базовым начальным положением.

Поворот распредвала осуществляется при помощи электроники управления и гидравлики, а сама система чаще всего затрагивает только впускные клапаны. Рост оборотов ДВС приводит к тому, что фазовращатель осуществляет проворот распредвала по ходу его вращения, впускные клапана открываются раньше и цилиндры намного более эффективно наполняются рабочей смесью в режиме высоких оборотов.

Данная муфта конструктивно включает в себя:

ротор, который соединен с распредвалом;

корпус, которым выступает шкив привода распредвал.

В определенные полости, которые расположены между ротором и корпусом-шкивом, попадает моторное масло из системы смазки ДВС. Масло в муфту подается по особым каналам. Когда моторное масло заполняет одну или другую полость муфты, осуществляется поворот ротора по отношению к корпусу. Этот поворот ротора означает, что и распределительный вал будет повернут на необходимый угол.

Чаще всего местом установки гидроуправляемой муфты становится привод того распределительного вала, который отвечает за работу впускных клапанов. Встречаются также конструкции ДВС, когда подобные муфты-фазовращатели стоят как на впускном распредвале, так и на выпускном. Данное решение позволяет шире и эффективнее регулировать параметры работы ГРМ на впуске и выпуске, но усложняет механизм.

Фазовращатели ГРМ

Электронное управление автоматически регулирует работу гидроуправляемой муфты.

Система такого управления включает в себя:

группу входных датчиков;

электронный блок управления;

список исполнительных устройств.

Система управления получает показания от датчика Холла, который производит оценку положения распредвалов. Дополнительно задействованы и другие датчики, которые используются ЭБУ для управления работой всего двигателя.

К таковым относят датчик, измеряющий частоту вращения коленвала, температурный датчик охлаждающей жидкости (ОЖ), датчик расхода воздуха и другие. Сигналы от этих датчиков подаются в ЭБУ, который после отправляет соответствующий сигнал на специальное управляющее (исполнительное) устройство.

Таким устройством, на которое воздействует электронный блок управления двигателем, является электромагнитный клапан (электрогидравлический распределитель). Клапан представляет собой распределитель, который при необходимости открывает доступ потоку моторного масла к гидроуправляемой муфте, а также реализует отвод масла от фазовращателя. Это зависит от того, в каком режиме работает силовой агрегат.

Данная схема изменения фаз газораспределения с использованием муфты задействуется в момент работы двигателя на холостом ходу, (мотор работает на самых низких оборотах), в режиме максимальной мощности на высоких оборотах, а также в том режиме, когда осуществлен выход ДВС на максимум крутящего момента.

Система ступенчатого изменения фаз газораспределения

Здесь используются решения, основанные на использовании кулачков распредвала разной формы. Благодаря такому способу удается достичь ступенчатого изменения момента времени, на который открывается клапан, а также изменить саму высоту подъема клапанов. Распределительный вал в таких системах управления фазами газораспределения выполнен так, что имеет сразу два кулачка малого размера, а также один кулачок большего размера. Меньшие кулачки при помощи специального рокера (коромысла) соединяются с впускными клапанами. Большой кулачок отвечает за перемещение одного незадействованного коромысла.

Трехступенчатое регулирование фаз газораспределения

Такая система позволяет переключаться с малых кулачков на большой зависимо от режима работы ДВС. Переход между режимами достигается благодаря тому, что происходит срабатывание специального механизма блокировки. Указанный блокирующий механизм основан на гидравлическом приводе.

Когда мотор работает на низких оборотах и при незначительной нагрузке, впускные клапаны приводятся в действие малыми кулачками распределительного вала, фазы газораспределения в таком режиме имеют небольшую продолжительность (узкая фаза).

Если двигатель раскручивается до определенных оборотов, система управления активирует механизм блокировки. В результате происходит соединение коромысел малых и большого кулачков, что обеспечивает жесткость конструкции. Соединение происходит при помощи особого стопорного штифта, а усилие на впускные клапаны начинает поступать от единственного большого кулачка. Малые кулачки распредвала на высоких оборотах двигателя становятся неактивными.

Выход на режим максимальных оборотов заставляет впускные клапаны работать от центрального кулачка большого размера. Указанный кулачок имеет особый профиль, который специально подобран для достижения максимального подъема клапанов, что означает повышение отдачи от ДВС на мощностных режимах работы агрегата. Такой подход значительно расширил возможности управления параметрами ГРМ для эффективного регулирования работы двигателя на различных режимах.

Системы изменения фаз газораспределения

В обычном двигателе фазы газораспределения определяются формой кулачка распределительного вала и остаются неизменными во всех диапазонах работы двигателя. Однако постоянные фазы газораспределения не позволяют создавать оптимальные процессы смесеобразования.

Чтобы варьировать фазами газораспределения, необходимо изменять положение распределительного вала относительно коленчатого.

Холостой ход. На этом режиме работы следует устанавливать такой угол поворота распределительного вала, который соответствует самому позднему началу открытия впускных клапанов (максимальный угол задержки, при минимальном перекрытии клапанов). Этим обеспечивается минимальное поступление отработавших газов во впускной трубопровод, что улучшает стабильность работы двигателя и снижение расхода топлива.

Режим низких нагрузок. Перекрытие клапанов уменьшается для минимизации поступления отработавших газов во впускной трубопровод, что улучшает стабильность работы двигателя.

Режим средних нагрузок. Перекрытие клапанов увеличивается, что позволяет снизить «насосные» потери, при этом часть отработавших газов поступает во впускной трубопровод, что позволяет снизить температуру рабочего цикла и вследствие этого содержание оксидов азота в отработавших газах.

Режим высоких нагрузок при низкой частоте вращения коленчатого вала. На этом режиме обеспечивается раннее закрытие впускных клапанов, что обеспечивает увеличение крутящего момента. Небольшое или нулевое перекрытие клапанов заставляет двигатель бо­лее четко реагировать на изменение положения дроссельной заслонки, что, например, очень важно в транспортном потоке.

Режим высоких нагрузок при высокой частоте вращения коленчатого вала. Для того чтобы получить максимальную мощность при высокой частоте вращения коленчатого вала, необходимо перекры­тие клапанов около ВМТ с большим углом поворота коленчатого вала. Это связано с тем, что мощность в наиболь­шей степени зависит от максимально возможного количества топливно-воздушной смеси, попадающей в цилиндр за ко­роткое время, но, чем выше частота вращения, тем меньше время, отводимое на заполнение цилиндра.

Главными задачами системы изменения фаз газораспределения являются:

  • улучшение качества работы двигателя на холостом ходу
  • снижение расхода топлива
  • оптимизация крутящего момента в области средних и высоких частот вращения коленчатого вала
  • увеличение внутренней рециркуляции отработавших газов с сопутствующим ей снижением температуры газов при сгорании и уменьшением выброса оксидов азота
  • увеличение мощности в области высоких частот вращения коленчатого вала

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 5 чел.
Средний рейтинг: 4.2 из 5.

Что такое фазовращатель?

Фазовращатель — это устройство, которое может изменять фазовый угол радиочастотного или микроволнового сигнала. Большинство устройств с фазовым сдвигом совместимы с сигналами независимо от их направления, классифицируя их как взаимные сети. Фазовращателями можно управлять электрически, механически, а также магнитно. Они доступны в аналоговой форме, чтобы обеспечить переменную задержку фазы или времени, которая происходит непрерывно, и цифровые устройства с набором фаз или задержек. Различные типы также включают в себя переменный фазовый сдвиг или коммутируемую линию, нагруженную линию, фазу отражения и микроволновые фазовращатели.

Когда сигналы поступают на входной порт устройства фазового сдвига, команда вызывает изменение выходного сигнала. Чаще всего фазовращатели являются цифровыми и также включают контроль напряжения, который обеспечивает невосприимчивость к шуму или помехам. Фазовые состояния сигнала контролируются с использованием цифровых фазовых битов. Каждая последующая фаза равна половине угла последней, поэтому 2-битное устройство будет иметь фазовый сдвиг на 90 градусов, поскольку 180 градусов является максимальным значением в диапазоне и классифицирует сигнал, движущийся по прямой линии. Выключенное устройство определяется длиной фазы, охватывающей самое короткое расстояние, а самая большая длина фазы — включенным состоянием.

Аналоговые фазовращатели предлагают непрерывное изменение фазы с непрерывным сдвигом. Также может быть включен переменный управляющий вход, который поддерживает неограниченное фазовое разрешение. Даже СВЧ-фазовращатель может быть аналоговым или цифровым и управляться полупроводниковым устройством, таким как диод. Сама схема предназначена для смещения СВЧ-сигнала до максимального уровня, поэтому перед добавлением его в систему необходимо учитывать характеристики устройства и схемы. Фазовращатель выбирается в зависимости от требований приложения и математических расчетов того, какие качества необходимы в сигнале.

Как и в большинстве электронных устройств, энергосбережение является важной характеристикой устройства с фазовым сдвигом. Пассивный фазовращатель не потребляет энергии, который выполняет необходимую операцию автоматически без постороннего контроля. Низкие потери — это еще одна особенность энергосбережения, и потери можно еще больше уменьшить, включив усилитель в фазовращатель. Варианты устройства включают в себя переключатель с переключением линий, который включает в себя два однополюсных двухпозиционных переключателя для переключения двух электрических линий различной длины. Фазовращатели с нагруженной линией настроены на сдвиги менее 45 °, в то время как фазовращатели с отражающей способностью используют длины линий, которые переключаются для изменения длины электрических путей.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Основы радиолокации — Фазовращатель

Фазовращатель

Фазовращатели (фазосдвигатели), переключающие отрезки линии передачи сигналов, функционируют быстрее, чем регуляторы фазы. На Рисунке 1 показан 4-хбитный переключающий фазовращатель, используемый в одном из радиолокаторов. В нем происходит переключение нескольких отрезков линии передачи сигнала, каждый из которых имеет определенную электрическую длину. Таким способом с помощью этого фазовращателя происходит формирование 16 разных фазовых сдвигов сигнала в диапазоне от 0º до 337,5º с шагом 22,5º.

Также отчетливо видны индуктивности (тонкие меандроподобные дорожки на плате в виде фильтров нижних частот) в линиях переключения управляющего напряжения для всех 24 pin-диодов.

Поскольку этот фазовращатель работает как в тракте передачи, так и в тракте приема сигналов, то он имеет соответствующие ответвления для каждого тракта, переключение между которыми осуществляется при помощи pin-диодов на общей керамической подложке.

Для управления переключателями, как в режиме излучения, так и в режиме приема должна использоваться одна и та же кодовая последовательность.
Это легко объясняется: излучающий элемент решетки, который работает с самым большим фазовым сдвигом, должен первым принимать эхо-сигнал. Его фазовращатель должен иметь самую большую длину отрезка линии передачи для формирования диаграммы направленности антенны в заданном направлении.

45°

90°

180°

Рисунок 2. Переключение отрезков линии передачи в фазовращателе

45°

90°

180°

Рисунок 2. Переключение отрезков линии передачи в фазовращателе

Фазовращатель направляет сверхвысокочастотный сигнал к каждому излучающему элементу по отрезкам линии передачи, имеющим разную длину. Сигналы, прошедшие разные пути, будут иметь разные задержки во времени и, соответственно, разные относительные фазы. На Рисунке 2 схематически показано формирование трех фазовых сдвигов сигнала. Коммутация выполняется быстрыми переключателями на pin-диодах. В центральном вычислителе рассчитываются значения необходимых фазовых сдвигов для каждого излучающего элемента, после чего выполняется переключение на соответствующую комбинацию отрезков линий передачи.

Ферритовый фазовращатель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Ферритовый фазовращатель

Cтраница 1

Ферритовые фазовращатели уступают фазовращателям на pm — диодах по быстродействию, однако позволяют работать с более высокими уровнями мощностей.  [1]

Ферритовый фазовращатель может — быть получен на основе ферритового стержня, помещенного в круглый волновод. По конструкции он напоминает ферритовый вентиль, но содержит элементы, устраняющие эффект Фарадея, который в фазовращателе нежелателен. Поляризатор / трансформирует волну типа Яц с линейной поляризацией в волну с вращающейся поляризацией.  [3]

Ферритовый фазовращатель может быть получен на основе ферритового стержня, помещенного в круглый волновод. По конструкции он напоминает ферритовый вентиль, но содержит элементы, устраняющие эффект Фарадся, который в фазовращателе нежелателен.  [4]

Ферритовые фазовращатели сантиметрового диапазона можно подразделить на две основны-е группы: фазовращатели, состоящие из отрезка круглого волновода и помещенного в него цилиндрического стержня ( небольшого диаметра), намагниченного продольным магнитным полем, и фазовращатели, состоящие из отрезка прямоугольного волновода и ферритовой пластины, намагниченной поперечным магнитным полем. Характеристики фазовращателя зависят от размеров волновода, геометрии ферритовых стержней или пластин, напряженности магнитного поля, частоты и направления распространения электромагнитной волны.  [5]

Имеются ферритовые фазовращатели и прямоугольной конструкции.  [6]

Это невзаимный ферритовый фазовращатель, который для обратной волны создает фазовый сдвиг, отличающийся на 180 от фазового сдвига для прямой волны.  [8]

Если сравнивать ферритовые фазовращатели с механическими фазовращателями, то нетрудно установить, что ферритовые фазовращатели допускают возможность быстрой регулировки сдвига фазы путем изменения тока в намагничивающей катушке.  [10]

Принцип действия ферритовых фазовращателей основан на том, что СВЧ магнитная проницаемость феррита зависит от напряженности постоянного магнитного поля, приложенной к ферриту. Изменение магнитной проницаемости феррита, входящего в состав волноведущей структуры, изменяет фазовую скорость волны и, соответственно, образует управляемый фазовый сдвиг.  [11]

Принцип действия ферритового фазовращателя основан на изменении магнитной проницаемости феррита под действием внешнего магнитного поля, что приводит к управлению фазой проходящего СВЧ сигнала. В диодных фазовращателях непрерывного действия фазой сигнала управляют, изменяя постоянное напряжение, прикладываемое к варикапу. В диодных фазовращателях дискретного действия управление фазой сигнала происходит в результате переключения отрезков фидерной линии или реактивных элементов, причем в качестве переключателей используют р — i-л-диоды.  [12]

В [102] рассматриваются ферритовые фазовращатели, а в [103, 105] — фазовращатели с призмой из диэлектрика.  [13]

Существует еще одно применение ферритовых фазовращателей, затрудняющее опознавание цели радиолокационными станциями незатухающих колебаний, использующими эффект Допплера. Если установить на управляемом снаряде фазовраща-ющее устройство рассмотренного выше типа, то при приеме сигнала с частотой, приходящего от радиолокационной станции, фазовращатель может преобразовать эту частоту в частоту о) Ао), Сигналы частоты a — f — A после усиления могут излучаться с помощью передающего устройства, размещенного на управляемом снаряде или самолете, и при надлежащем подборе знака и абсолютной величины А с учетом компенсации изменения частоты, обусловленного движением снаряда ( или самолета), обнаружение последнего будет существенно затруднено или вообще невозможно.  [15]

Страницы:      1    2    3

Оперативная замена фазовращателей Опель Астра H (Н) Z16XER (фазорегуляторов)

Сейчас трудно представить себе автомобиль, у которого нет электронного блока управления. Он не только осуществляет контроль над всеми системами, но и активно участвует в регулировании подачи топливной смеси и системы искрообразования. Исключения составляют ретро-машины.

У автомобиля Опель Астра Н для этой цели служит система фазорегулятора. Она устанавливается на машины комплектующимися двигателями Z18XER и Z16XER.

Принцип работы устройства состоит в том, что меняется угол расположения распредвалов под действием давления моторного масла. Оно подается на шестерни, в которых имеются клапаны, управляющиеся сигналами электронного блока управления.

Когда нужна замена фазовращателей Опель Астра H?

Фазовращатель – это сложный механизм, который часто выходит из строя. Признаки выхода из строя являются следующие:

  • машина плохо отзывается на педаль газа;
  • на малых оборотах машина не едет, нет тяги;
  • после того как автомобиль заводится, слышан характерный звук работающего дизеля. После прогрева он пропадает;
  • электронный блок управления фиксирует ряд ошибок: 0010; 0011; 0013; 0014.

Эти симптомы почти со стопроцентной гарантией говорят о неисправных шестернях распредвалов или вышедших из строя клапанах фазорегулятора.

СПРАВКА: Не стоит менять только шестерни или клапаны, это не сможет решить проблему полностью. Частичная замена может только замаскировать неисправность.

Автолюбителю ни в коем случае нельзя игнорировать симптомы неисправности. В процессе эксплуатации могу произойти более серьезные поломки. При заклинивании одной из шестерни может произойти выброс масла через сальники. Оно попадает на ремень ГРМ, а это смертельно для него. В результате действия масла ремень может оборваться, что приведет к погнутым клапанам. А это в свою очередь требует замены двигателя или его капитальный ремонт, что по стоимости почти равноценно. Поэтому при первых признаках неполадки следует незамедлительно обратиться в автосервис для диагностики, где с помощью профессионального оборудования проверят систему фазорегулятора.

ВНИМАНИЕ! Некоторые неопытные специалисты автосервиса «дизиление» двигателя принимают за неисправность гидрокомпенсаторов, которых нет на этих автомобилях.

Почему требуется замена фазорегуляторов Опель Астра H?

Причиной появления неисправности часто бывает отказ клапанов. Они могут быть старого образца, тогда у них шток изготовлен из твердого сплава, а стакан – из мягкого металла. В результате работы стакан быстро изнашивается, и механизм может заклинить. Модернизированные механизмы не имеют этого недостатка. И шток, и стакан изготавливаются из одинакового материала, что исключает разность износа.

Основным устройством фазовращателя являются шестерни, механизм которых управляется давлением масла с помощью электромагнитов, которыми управляет электронный блок.

Основными причинами выхода из строя системы фазорегулятора могут быть:

  • механическая поломка фиксатора шестерней. Может возникать при длительной эксплуатации автомобиля;
  • масляное голодание – недостаточный уровень или использование масла, не предназначенного для работы в двигателях Опель Астра Н. Шестерни и клапаны чувствительны к недостатку масла в системе;
  • длительное использование масла без замены. В результате фильтрующие сеточки забиваются, и прекращается его подача к механизму.

Замена фазорегулятора Опель Астра Н Z16XER в автосервисе

Менять систему фазорегулятора необходимо в автосервисе, где имеется специальное оборудование и обученный персонал, который способен не только распознать неисправность, но и квалифицированно поменять неисправные механизмы.

ВАЖНО! Для замены шестерней необходимы специальные фиксаторы, которые имеются далеко не в каждом автосервисе. Кроме этого, в сервисе должны быть еще и обученные специалисты, умеющие работать с такими фиксаторами.

Если в СТО нет приспособлений, которые фиксируют валы в определенном положении, автолюбителю рекомендуется обратиться в другой автосервис. Также владельцу Опель Астра Н необходимо знать, что клапаны и шестерни отремонтировать невозможно. Их только меняют на новые. Сейчас выпускаются модернизированные не только клапаны, но и шестерни, срок службы которых увеличен. Наши специалисты рекомендуют вместе с заменой шестерней и клапанов заменить ремень ГРМ.

Рекомендации по эксплуатации автомобиля после замены

Механики нашего сервиса после замены деталей рекомендуют владельцу в процессе эксплуатации постоянно следить за уровнем масла в двигателе. Регулярно менять его после рекомендованного пробега. Использовать только то масло, которое предназначено для данного вида двигателей.

Гарантийные обязательства и ценообразование

Наличие специальных приспособлений, обученного персонала и качественных запасных частей позволяет производить замену фазорегулятора Опель Астра Н с хорошим качеством.

Все запасные части мы закупаем у производителя и только заводского изготовления. Поэтому мы предоставляем гарантийные обязательства на все выполненные работы и запасные части, а прямые поставки запасных частей позволяют нам устанавливать справедливые и конкурентные цены, которые не превышает среднерыночные.

Высокое качество выполнения работ и справедливое ценообразование привлекают наших клиентов. После проведения ремонтных работ у нас автолюбители становятся постоянными клиентами нашего автосервиса.


Фазовращатель — Справочник химика 21


    СВЧ генератор (клистрон) 2 —гибридное кольцо (Т-мост) или приспособление для сложения волн 3 — смеситель 4 — клистрон гетеродина 5 — автоматическая подстройка частоты гетеродина 6 — усилитель проме жуточной частоты 7 — видеоусилитель 8 —резонансная полость с образцом Р —катушки модуляции /О— осциллограф 11 — приемник /2 — умножитель час-, тоты 13 — протонный магнитометр фазовращатель [c.211]

    В одном из радиоспектрометров этого класса источником СВЧ мощности является генератор на Я= 1,2-10-2 м- . Модуляция осуществляется на частотах VI ==60 Гц (звуковая) и V2 = 462,5 кГц (ВЧ). Блок-схема этого радиоспектрометра приведена на рис. 8.17. Здесь СВЧ-мощность от генератора (клистрона) через резонансную полость попадает на диодный кристаллический детектор. Система включает в себя устройства /3 и для измерения длины волны, а также для регулирования и контроля мощности, поступающей в резонатор с веществом. Сигнал, возникающий на выходе, поступает в усилитель, настроенный на частоту 462,5 кГц с щириной полосы пропускания 8 кГц, затем — на линейный детектор, усилитель первой частоты модуляции и электронные осциллографы. Первый осциллограф при этом на экране дает изображение модуля производной формы линии. Напряжение временной развертки осциллографов подается от катушек низкочастотной модуляции через фазовращатель. На второй осциллограф сигнал поступает с фазочувствительного детектора, в опорном канале которого установлен фазовращатель частоты модуляции V2, а осциллограмма изображает производную линии резонансного поглощения образца. Приборы этого типа удобны для изучения хода химических реакций. [c.212]

    Можно рассматривать г-импульсы как фазовращатель для бедных и применять их в спектрометрах, в которых не предусмотрено изменение фазы меньше чем на тг/2. Однако точность г-импульсов ограничена неоднородностью РЧ-поля, что при проведении тонких экспериментов может вызвать невысокое качество, [c.184]

    Фазовращатель дает возможность изменить фазу СВЧ-колебаний на фиксированное значение дискретно или плавно и представляет собой отрезок длинной линии регулируемой длины или с изменяемыми электрическими параметрами среды ( а или е), что позволяет регулировать электрическую длину отрезка и приводит к дополнительному набегу фазы, зависящему от отношения электрической длины отрезка к длине волны (4.7). [c.115]

    Функциональная схема простейшего варианта устройства для радиоволнового контроля По прошедшему излучению с учетом амплитудных и фазовых характеристик СВЧ-сигналов, Используемая для дефектоскопии, приведена на рис. 4.16 (основные обозначения соответствуют рис. 4.14). Это устройство содержит два одинаковых простых Т и Тч тройника, что позволяет разделить излучаемую энергию на два потока, а затем сложить полученные СВЧ-сигналы. Для создания СВЧ-сигналов, отличающихся на 180°, в одно из плеч сравнения тройника приемной части введен фиксированный фазовращатель в виде отрезка волновода В. Несколько упростить конструкцию и улучшить частотные свойства СВЧ-тракта можно, использовав в излучающей и приемной частях разные тройники ( и Я или Я и ), что позволит получить набег фазы в 180 , [c.139]


    При амплитудной обработке информации (переключатель В2 в положении а) на второй вход детектора 4 поступает сигнал от усилителя-ограничителя 5. В этом случае выходное напряжение детектора 4 пропорционально амплитуде сигнала на выходе усилителя 3. При амплитуднофазовой обработке (переключатель В2 в положении б) второй вход детектора 4 соединен с гетеродином с частотой 30 кГц через фазовращатель 6. Регулировкой последнего добиваются максимума [c.321]

    Выходной сигнал преобразователя, снимаемый с измерительного пьезоэлемента 2, усиливается селективным усилителем 4 и поступает на блок 5 амплитуднофазовой обработки, второй вход которого через регулируемый фазовращатель 9 соединен с генератором 0. После обработки в блоке 5 сигнал поступает на индикатор 8 дефектоскопа и автоматический сигнализатор дефектов (АСД) б, включающий световую и звуковую сигнализацию. Через интерфейс 7 дефектоскоп может быть подключен к внешним устройствам (компьютеру, принтеру). [c.267]

    Волноводные элементы, построенные на основе волноводов, являются базой для создания СВЧ-преобра-зователей — главных узлов приборов радиоволнового контроля. Основными элементами являются согласованные нагрузки, аттенюаторы, фазовращатели, направленные ответвители, гибридные соединения, коаксиально-волноводные переходы, преобразователи видов коле- [c.427]

    Схему, в которой часть элементов отмечена пунктиром, часто называют интерферометром с открытым плечом. В этой схеме прошедший сигнал сравнивается по амплитуде и фазе с опорным, подаваемым через аттенюатор 4 и фазовращатель Р. Такая схема обладает более высокой информативной емкостью, но в ряде случаев, когда объект контроля имеет большие размеры, ее трудно осуществить. [c.430]

    Устройство состоит из СВЧ-генератора 1, трех переменных аттенюаторов 2, тройника 3, двойного полноводного тройника 8, двух антенн 4 ]л 5, фазовращателя 7, детектора, согласованной нагрузки, б усилителя 10 и индикатора //. Работает оно по методу сравнения сигнала, прошедшего через влажный образец, и сигнала, прошедшего по волноводному тракту. В выходном тройнике (сумматоре) сигналы сравниваются по амплитуде и по фазе. Разностный сигнал поступает на выход СВЧ-пре-образователя. Необходимо проводить уплотнение материала на вибростенде перед измерениями. [c.449]

    СВЧ-преобразователи на мостовых схемах широко используются для определения очень малых изменений размеров различных деталей, проверки допусков прецизионных деталей в условиях рабочих вибраций, при балансировке вращающихся объектов, измерении скорости перемещения отражающей радиоволны границы раздела. Так, при измерении скорости для некоторого положения фаницы раздела с помощью аттенюатора и фазовращателя (КЗ поршня) добиваются баланса моста — отсутствия сигнала в детекторной секции. В процессе изменения положения фаницы СВЧ-мост разбалансируется. Скорость изменения энергии, поступающей к детектору, пропорциональна скорости перемещения отражающей фаницы. При смещении фаницы от первоначального сбалансированного положения на Х/2 тройник снова будет разбалансирован. Для того чтобы с помощью описываемого устройства можно было измерить скорость перемещения в абсолютных единицах, нужно знать длину волны при распространении СВЧ-радиоволн в среде. [c.452]

    Если векторная сумма волн, поступающих в плечо С и й двойного тройника, равна нулю, т. е. волны поступают в противофазе, то сигнал в плече а моста и показание индикатора равны нулю, т. е. мост сбалансирован. Баланс моста достигается с помощью прецизионного фазовращателя и аттенюатора. [c.43]

    В балансных методах точность измерения ограничена точностью аттенюатора, фазовращателя и микрометрической системы, используемой для отсчета приращения толщины жидкости. [c.48]

    Измерение фазы в приборах для лабораторных Ий-следований осуществляется по фигурам Лиссажу на экране осциллографа либо с помощью фазометра. При первом способе отсчет фазы производится по фазовращателю, через который на одну из пар отклоняющих пластин электронно-лучевой трубки подается напряжение генератора. В фазометрах отсчет производится также по фазовращателю (в случае компенсационной схемы) либо по показаниям милливольтметра фазового детектора. Для автоматической регистрации результатов измерений на выход фазового детектора включается самописец — электронный автоматический потенциометр постоянного тока. [c.117]

    Как в осциллографических, так и в фазометрических устройствах при измерении в широких пределах абсолютного значения скорости ультразвука точность невелика. Даже при использовании точных фазовращателей погрешность составляет 0,5 Если же измерения производятся в небольшом диапазоне скоростей ультразвука, то точность соответственно повышается. Например, при измерениях скорости ультразвука с диапазоном ее изменений 5% погрешность не будет превышать 0,025% от измеряемой величины. Поэтому фазовые методы более целесообразно применять для разработки не универсальных ультразвуковых приборов, а приборов целевого назначения. Действительно, в реальных условиях контроля какого-либо физико-химического процесса скорость ультразвука изменяется лишь на несколько процентов. При этом может быть достигнута точность контроля скорости ультразвука не хуже 0,02%. [c.117]


    В ряде схем, предназначенных для лабораторных исследований и промышленного экспресс-а ализа, самопишущие устройства отсутствуют. Отсчет измеряемой величины в них производится по электронпо-лучевой трубке, стрелочному микроамперметру, отсчетному лимбу фазовращателя и другим приспособлениям. [c.142]

    Указатель шкалы фазовращателя обычно связывается с пером и лентопротяжным устройством для документальной регистрации. [c.166]

    Колебания с модулирующего генератора через фазовращатель подаются на усилитель-ограничитель генераторного канала и затем со стабилизированной амплитудой также подаются на смесительный контур фазового детектора. [c.219]

    Основной частью аналога является электронная модель компрессорной машины, назначение которой — создание колебаний напряжения в искусственной линии задержки. Эти колебания аналогичны соответствующим колебаниям давления в трубопроводах. При моделировании многоцилиндровых машин на электрической схеме должна быть воспроизведена их геометрия и скорость вращения коленчатого вала. Это достигается с помощью генератора переменной частоты и фазовращателей. Генератор создает синусоидальную волну, имитирующую движение поршней в цилиндре с частотой, кратной ско-рости вращения коленчатого вала. Сети фазовращателей предназначены для того, чтобы воспроизводить углы, под которыми расположены колена кривошипа. [c.205]

    Электроиндуктивный дефектоскоп типа УЭД, используемый в электроиндуктивной дефектоскопии 1—индикатор г—-фазовращатель 3 — избирательный усилитель 4 — усилитель постоянного тока  [c.772]

    В аппаратуре ЭПР фазовращатели успешно применяются в маломощных мостах. Они могут включаться между циркулятором (или двойным Г-мостом) и рабочим резонатором для подстройки фазы СВЧ-мощности, подводимой к резонатору таким путем можно настроиться либо на сигнал поглощения или дисперсии, либо-на их комбинацию. Другими словами, это дает возможность наблюдать действительную или мнимую %» часть магнитной восприимчивости. [c.127]

    При достаточно низких температурах полимеры характеризуются относительно малой по сравнению с г величиной та (широкие линии) и, следовательно, малым отношением сигнал/шум. Для увеличения этого отношения схема наблюдения резонансных сигналов видоизменяется. Кроме медленного, обычно линейного, изменения магнитного поля оно модулируется по синусоидальному закону с низкой частотой на глубину, гораздо меньшую ширины резонансной линии. При прохождении через резонансную линию сигнал на выходе амплитуд ого детектора имеет вид синусоиды с амплитудой, пропорциональной наклону огибающей резонансной ликпи в данной точке. После усиления избирательно настроенным на частоту модуляции усилителем это напряжение подается на сигнальный вход синхронного детектора. На управляющий вход синхронного детектора через фазовращатель поступает опорное напряжение с низкочастотного генератора, который осуществляет модуляцию магнитного поля. Фазовращатель служит для выбора сдвига фаз между напряжением сигнала и управляющим напряжением по максимальному показанию регистриру дщего прибора на выходе. Полезный сигнал умножается в синхронном детекторе на опорный и тем самым выделяется из шума. На выходе синхронного детектора ставится интегрирующая цепь, постоянная времени которой определяет полосу пропускания всего усилительного тракта. Увеличивая по- [c.218]

    Комплекс создан на базе моста перел енного тока Р 571 с использованием фазочувствительного устройства, служащего для разделения сигнала рассогласования на две составляющие, пропорциональные емкости образца и тангенсу угла диэлектрических потерь. Фазовращательное усройство состоит из двух фазовращателей и двух фазочувствительных детекторов. Разделенный сигнал россогласования записывается при помощи двухкоординатного самописца Н 306. Разработанная установка дает возможность осуществлять исследования в интервале тмеператур от 140 до 500° К. [c.142]

    СВЧ Мм применяют в радиоэлектронике, для изготовления волноводов, фазовращателей, преобразователей частоты, модутяторов, усилителей и т п Специфич требованиями к М м для СВЧ диапазона являются высокая чувствительность к управляющему магн полю, высокое уд электрич сопротивление, малые электромагн потери, высокая т-ра Кюри Наиб распространены никелевые, никель-медно-марганцевые ферриты-шпинели, иттриевый феррит-гранат, легированный РЗЭ Применяют металлич сплавы Fe-NI, Ре-А1, Ре А1 Сг Их используют гл обр для создания поглотителей кющности в разл изделиях СВЧ техники Композиционные СВЧ М м используют для создания экранов для защиты от СВЧ полей Металлич наполнителями являются Ре, Со, N1, сплавы сендаст, связующими — разл полимерные смолы и эластомеры Жидкие М м, или магн жидкости, представляют соЬой однородную взвесь мелких (10 -10″ мкм) ферромагн частиц в воде, керосине, веретенном масле, фтор-углеводородах, сложных эфирах, жидких металлах Магн жидкости применяют для визуализации структуры постоянных магн полей и доменной структуры ферромагнетиков, 1243 [c.626]

    Ф. использ) для изготовления постоянных магнитов, в ЭВМ (при создании элементов памяти), в радиотехнике, СВЧ технике из Ф. производят, напр., сердечники колебат. контуров, дроссели, трансформаторы, магн. антенны, фазовращатели, линии задержки и т. д. [c.86]

    Т.е. без искажений регистрируется зависимость /ш( п), описываемая выражением (9.83). При этом полностью устраняется емкостная составляющая тока, поскольку вектор Дт перпендикулярен ( от-При необходимости регистрации емкостной составляющей тока фазовый угол ТУот с помощью фазовращателя устанавливают так, чтобы вектор / оказался перпендикулярным к Uo (если имеет место фарадеевский ток). При отсутствии фарадеевского тока устанавливают Uom -L т. [c.369]

    Во всех случаях (без учета влияния омического сопротивления) фазовый угол фс= тс/2 и, следовательно, емкостная помеха должна отсутствовать. Однако реально Ry 0. Поэтому при hm О всегда имеет место падение переменного (с частотой со) напряжения с комплексной амплитудой Ur ( ) = hm u)-Rs, (рис. 9.14, б). Поскольку в этом случае вектор поляризующего напряжения равен сумме векторов Ё и это означает, что под влиянием омического падения напряжения вектор гармонической составляющей потенциала ( п) = й — при изменении напряжения развертки будет не только изменяться по величине, но и отставать по фазе от U на некоторый непостоянный фазовый угол. В результате, во-первых, даже для обратимой электрохимической реакции векторы / и йот будут иметь непостоянный фазовый угол Ф( п) дополнительное фазовое искажение зависимости /т( п), поскольку реально регистрируется ток / ( q) = /т( п)со8ф( п)- Во-вторых, вектор емкостного тока /ст, перпендикулярный вектору Ёт п), будет иметь по отношению к вектору Uom непостоянный фазовый угол фс( п) опорного напряжения Uom таким образом, чтобы при значении потенциала = п, соответствующем максимуму пика, он совпадал по фазе с Тогда емкостная помеха будет отсутствовать. Однако при маных концентрациях определяемых веществ величина вектора Лт может на порядок и более быть больше вектора Поэтому даже небольшие отклонения угла меж-ДУ ст [c.370]

    К таким устройствам относятся излучающие и приемные устройства, аттенюаторы, вентили, фазовращатели, направленные ответвители, детекторные секции, тройники, резонаторы, согласо- [c.113]

    На рис. 67, г приведена структурная схема прибора с ЭЛТ и двумя фазовыми детекторами 4 и 5 (реализующая так называемый способ точки). Опорные напряжения на детекторы 4 5 поступают через фазорегулятор 6. Фазовращатель 7 сдвигает на 90 фазу опорного напряжения, поступающего на детектор 5. Таким образом, постоянные напряжения на выходе детекторов 4 VI 5 пропорциональны проекциям вектора сигнала на два взаимно перпендикулярных направления. Используя фазовый регулятор 6, можно добиться, чтобы под влиянием мешающего фактора светящаяся точкэ на экране ЭЛТ смещалась по одной из осей, тогда изменение контролируемого параметра может быть учтено смещением точки по другой оси. Таким образом, в данном случае на экране ЭЛТ отображается комплексная плоскость сигналов ВТП. [c.409]

    Фазовращатель представляет собой волноводный узел, обеспечивающий изменение фазы проходящей внутри него волны. Фазовращатели могут быть сжимно-го, пластинчатого (ферритовые) и тромбонного типа. Они бывают фиксированные и перестраиваемые. [c.427]

    В указанной классической схеме может быть использован эталоннь[й (калиброванный) фазовращатель, служащий одновременно отсчетным устройством. Процесс измерения заключается в фиксации положения фазовращателя, при котором сигнал с детектора равен нулю (или минимуму). [c.447]

    То, что фазовращатель вносит незначительное затухание, зависит от величины изменения фазы. Поэтому затухание фазовраща- [c.43]

    Балансный фазовый детектор может быть эффективно использован в качестве индикатора сдвига фаз на я/2. При этом AU=0. Изменяя с помощью фазовращателя фазу одного из напряжений до момента ДС/=0, можно производить отсчет Аф по шкале фазовращателя. Такой принцип действия заложен в основу компенсаци- [c.165]

    К — клистронный генератор I — изолятор О — направленный ответвитель Т — преобразователь волны с — ячейка с жидкостью А — регулируемый аттенюатор К — гибридный тройник м — согласованная нагрузка 5 — фазовращатель Р — поршневой аттенюатор или аттенюатор с вращающейся пластинкой Щ — воднамер X- кристаллический смеситель С — усилитель. [c.352]


RF Phase Shifters — все RF

Что такое Phase Shifters?

ВЧ фазовращатели используются для изменения фазового угла передачи входного сигнала. В идеале фазовращатели обеспечивают выходной сигнал с амплитудой, равной входному сигналу, любые потери здесь будут учитываться как вносимые потери компонента. Входной сигнал сдвигается по фазе на выходе на основе фазового сдвига, обеспечиваемого выбранным фазовращателем.Существует три основных типа фазовращателей:

Цифровой фазовращатель – Эти фазовращатели имеют цифровое управление. Они программируются или могут управляться через компьютерный интерфейс. USB фазовращатели — это относительно новая форма фабрики, которая позволяет управлять фазовым сдвигом устройства с компьютера.

Аналоговый фазовращатель – Фазовый сдвиг в аналоговых фазовращателях обычно управляется уровнем напряжения. Для фазовращателя указано изменение фазового сдвига, основанное на настроечном напряжении.

Механический фазовращатель – Сдвиг фаз устройства регулируется вручную с помощью ручки. Фаза от входа до выхода регулируется поворотом ручки.

Выбор ВЧ фазовращателя

При выборе ВЧ фазовращателя важно знать параметры, которые необходимо указать. Мы перечислили ключевые параметры, на которые следует обращать внимание при выборе оконечной нагрузки:

Диапазон фаз (градусы): Это диапазон фазового сдвига устройства.В зависимости от того, как настроено устройство, оно сможет обеспечить фазовый сдвиг только в этом диапазоне.

Вносимые потери (дБ): Потеря сигнала от входа фазовращателя до выхода устройства называется вносимыми потерями. Идеальные фазовращатели не имеют потерь, поэтому чем меньше потери, тем лучше производительность.

все RF перечисляет полные каталоги RF фазовращателей от ведущих производителей. Мы нормализуем их данные и добавляем их в нашу базу данных, что позволяет инженерам осуществлять поиск по спецификации.Используйте инструмент параметрического поиска, чтобы указать частоту, тип фазовращателя, вносимые потери, требования к мощности и другие параметры. Инструмент поиска сканирует каталоги нескольких производителей, чтобы предоставить вам список продуктов, соответствующих вашим требованиям. Затем вы можете сравнивать продукты, загружать спецификации, запрашивать расценки. Запросы котировок направляются производителю, который свяжется с вами напрямую.

Микроволны101 | Фазовращатели

Щелкните здесь, чтобы узнать о компромиссе между TDU и фазовращателями (новинка мая 2019 г.!)

На рисунке выше показан микрополосковый фазовращатель примерно 1969 года, изобретенный Робертом Фельсенхельдом.В то время как другие были в Вудстоке, купаясь нагишом и наблюдая, как Алан Уилсон из Canned Heat прохрипел «Going up the Country», Фельзенхельд работал в ITT в Натли, штат Нью-Джерси, и писал этот патент. То, что осталось от ITT Nutley, теперь является частью Harris, если вам нравится следить за старыми шильдиками. Фазовращатель представляет собой четырехразрядный цифровой блок, использующий последовательно переключаемые линии. Вероятно, это обеспечивает большую временную задержку, чем постоянный фазовый сдвиг по частоте, но вам придется проанализировать, какие эффекты нагрузки пути ACB оказываются на основном пути, когда диоды CR1 и CR8 включены.Один забавный момент в изображении заключается в том, что чертежник не понял, что конденсаторы С6, С7, С8 и С9 должны быть шунтированы с линиями смещения постоянного тока диода, а не последовательно. Эти конденсаторы должны быть заземлены, чтобы образовать ВЧ заземление, которое блокирует выход сигнала из линий управления. В то время не было деталей для поверхностного монтажа, поэтому у конденсаторов с осевыми выводами (возможно, 10 или 100 пФ) один вывод припаивался к дорожке, а другой проходил через просверленное отверстие в плате и припаивался к задней стороне (с выводами). обрезать как можно короче!) Также можно было бы сделать ВЧ-заземление с четвертьволновым шлейфом разомкнутой цепи , чтобы избежать сверления отверстия.Спасибо Уильяму за вопрос, как можно подключить конденсаторы. Фельзенхельд окончил Колледж Лафайет и впоследствии основал компанию, представляющую производителя; он скончался в 2015 году. Алан Уилсон (консервированная жара) умер в 1970 году в возрасте 27 лет после передозировки барбитуратов. Инженеры обычно живут намного дольше, чем музыканты, что позволяет IEEE предлагать своим членам более низкие взносы по страхованию жизни. Эй, это звучит почти так, как будто они платят нам за рекламу!

Ниже приведено краткое изложение всего нашего материала по фазовращателям.Этот сборник материалов — лучший бесплатный ресурс по фазовращателям на планете, и он продолжает улучшаться.

Если вы хотите купить фазовращатель, воспользуйтесь Инструментом поиска фазовращателей (для всего RF).

На этой странице у нас есть:

Фон фазовращателя

Цифровые и аналоговые фазовращатели

Активные и пассивные фазовращатели

Фазовращатели MEMS (действуйте с осторожностью…)

Другие страницы фазовращателя Microwaves101 включают:

Важная характеристика фазовращателей (рекомендуем сначала прочитать это!)
Типы фазовращателей

Коммутируемые линейные (линии задержки) фазовращатели

Фазовращатели с переключаемым фильтром

Фазовращатели верхних и нижних частот

Электронная таблица для расчета фазовращателя верхних и нижних частот

Переключаемые фазовращатели фильтров (так называемая бита Кэмпбелла-Брауна)

Фазовращатели с нагруженной линией

Сегнетоэлектрические фазовращатели

Фазовращатели отражения

Гибридные фазовращатели на 180 градусов (например, крысиные бега)

Квадратурные гибридные фазовращатели

Варакторные фазовращатели

180 бит отражения с использованием PIN-диодов

Фазовращатели отражения с использованием циркуляторов (скоро)

Фазовращатели Шиффмана

МЭМС фазовращатели

Относится к фазовращателям

Истинная временная задержка

Блоки задержки времени (TDU)

Векторные модуляторы

Расчет среднеквадратичной ошибки

Среднеквадратичные амплитудные и фазовые ошибки (включая аттенюаторы и фазовращатели)

Среднеквадратическая ошибка фазы фазовращателя

Ошибка среднеквадратичной амплитуды фазовращателя

Примеры конструкции фазовращателя

Моделирование фазовращателя с несколькими состояниями в ADS

компании Agilent

Моделирование фазовращателя с несколькими состояниями, часть II

Пример данных фазовращателя 1

Пример фазовращателя MMIC

Пример 1: шестибитный фазовращатель AMTL S-диапазона

Пример 2: шестибитный фазовращатель Marconi C-диапазона

Пример 3: Hittite HMC543 фазовращатель X-диапазона

Пример управления мощностью: Qorvo TGP1439

Применение фазовращателей

Преобразователи частоты

Фазированные решетки

SSPA (см. раздел об ошибках фазы)

Измерение остаточного фазового шума (скоро)

Некоторый фон фазовращателя

Фазовращатели

используются для изменения фазового угла передачи (фазы S21) двухпортовой сети и имеют четыре важные характеристики.Во-первых, это вносимые потери (или усиление). В идеале фазовращатели обеспечивают низкие вносимые потери во всех фазовых состояниях. В то время как потери фазовращателя часто преодолеваются с помощью каскада усилителя, фазовращатели с меньшими вносимыми потерями требуют меньшего усиления и меньшей мощности для преодоления потерь. Второй важной характеристикой является то, что фазовращатели имеют одинаковую амплитуду для всех фазовых состояний. Многие системы, использующие фазовращатели, не должны подвергаться амплитудным изменениям уровня сигнала при изменении фазовых состояний.Третьей важной характеристикой является то, что большинство фазовращателей представляют собой взаимные сети. Это означает, что они эффективно работают с сигналами, проходящими через них в любом направлении. Эти три характеристики используются для описания электрических характеристик фазовращателей. Четвертая характеристика заключается в том, обеспечивают ли они плоскую фазу по отношению к частоте или истинную временную задержку. Узнайте больше об этой важной характеристике фазовращателей.

Другими важными характеристиками любого микроволнового устройства являются его полезная полоса пропускания и допустимая мощность; мы не вызывали их, поскольку они не относятся к фазовращателям.Прочтите об одном конкретном примере управления мощностью фазовращателя здесь.

Фазовращатели могут управляться электрически, магнитно или механически. Большинство фазовращателей, описанных на этом веб-сайте, представляют собой пассивные взаимные сети с электронным управлением

.

Хотя применения микроволновых фазовращателей многочисленны, возможно, наиболее важным применением является система с фазированной антенной решеткой (также известная как электрически управляемая решетка или ESA). В этих системах фазы большого количества антенных элементов контролируются, чтобы заставить электромагнитную волну складываться под определенным углом к ​​решетке.Именно для этой цели в модули TR часто встраивают фазовращатели. Полное изменение фазы фазовращателя должно составлять всего 360 градусов для управления ESA со средней полосой пропускания. Сети, которые растягивают фазу более чем на 360 градусов, часто называются битами временной задержки или истинными временными задержками (часть TDU) и построены аналогично фазовращателям с коммутацией линий, описанным ниже.

До недавнего времени цифровым фазовращателем обычно был GaAs MMIC, состоящий из пассивных взаимных цепей.Сегодня схемы векторных модуляторов, разработанные в кремнии, составляют некоторую конкуренцию GaAs. Векторные модуляторы могут быть или не быть пассивными взаимными сетями, но в кремниевой реализации их стоимость не связана с добавлением усилителей (что сделало бы векторный модулятор активным и невзаимным).

Аналоговые и цифровые фазовращатели

Когда мы говорим «цифровой» фазовращатель, мы все же говорим об аналоговой электронике. Не запутайтесь, думая, что вы можете посылать поток единиц и нулей по шине данных и контролировать их фазу и что-то делать.Цифровые в случае фазовращателей означают устройства с двумя состояниями, где состояния имеют разные фазы вставки на микроволновых частотах.

Фазовращателями

можно управлять с помощью аналоговых сигналов или цифровых битов. Аналоговые фазовращатели обеспечивают плавное изменение фазы, чаще всего управляемое напряжением. Электрически управляемые аналоговые фазовращатели могут быть реализованы с помощью варакторных диодов, которые изменяют емкость в зависимости от напряжения, или нелинейных диэлектриков, таких как титанат бария-стронция, или ферроэлектрических материалов, таких как железо-иттрий-гранат.Аналоговый фазовращатель с механическим управлением на самом деле представляет собой просто механически удлиненную линию передачи, которую часто называют линией тромбона. Аналоговые фазовращатели использовались в радиолокационных системах, а в последнее время — для наклона вниз (направления) антенн, используемых в базовых станциях сотовой связи.

Большинство фазовращателей имеют цифровое управление, потому что они более устойчивы к шуму в своих линиях управления напряжением. Цифровые фазовращатели обеспечивают дискретный набор фазовых состояний, которые управляются битами фазы с двумя состояниями.Бит старшего разряда равен 180 градусов, следующий старший бит равен 90 градусам, затем 45 градусов и т. д., поскольку 360 градусов делится на все более мелкие двоичные шаги. ), в то время как шестибитный фазовращатель будет иметь младший значащий бит 5,6 градуса.Технически последний случай будет иметь младший бит 5,625 градуса, но в микроволновом мире лучше игнорировать точность, которую вы не можете получить.Если вы не можете понять В этот момент вы можете подумать о другой карьере, например, о бухгалтерском учете.

Кто-то спросил нас об относительных преимуществах аналоговых и цифровых фазовращателей. Мы приводим список ниже, две технологии, которые мы рассматриваем, это дискретный варакторный диод (аналоговый) и MMIC (с цифровым управлением). У нас нет ссылки на эту информацию, она основана на личных наблюдениях. Не стесняйтесь использовать Microwaves101 в качестве эталона для изучения торговли фазовращателями.

Преимущества аналогового фазовращателя

  • Меньшие потери
  • Более низкая стоимость деталей (но чувствительна к вариантам сборки)

Преимущества цифрового фазовращателя

  • Помехоустойчивость линий управления
  • Более равномерная производительность, от блока к блоку
  • Возможность достижения плоской фазы в широкой полосе пропускания
  • Менее восприимчивы к сдвигу фазы при включении в сети, которые не полностью согласованы по импедансу
  • Легче собрать
  • Потенциально более высокая мощность и линейность

Для фазовращателей принято соглашение, согласно которому наименьшая длина фазы соответствует эталонному состоянию или состоянию «выключено», а самая длинная длина пути или длина фазы соответствует состоянию «включено».Таким образом, фазовращатель на 90 градусов фактически обеспечивает минус девяносто градусов фазового сдвига во включенном состоянии.

Активные и пассивные фазовращатели — историческая перспектива

В одной из первых конструкций MMIC с фазовращателем использовались полевые транзисторы с двумя затворами, что было невзаимным. Узнать об этом можно здесь:

Vorhaus, JL et al. , «Монолитный цифровой фазовращатель GaAs FET с двумя затворами», транзакций IEEE по теории и технике микроволнового излучения , Vol.МТТ-30, №7, июль 1982 г.

С активным фазовращателем можно противодействовать потере элементов фазовращателя и отказаться от усилительного каскада. Кажется, стоит изучить, не так ли?

В 1980-х годах идея активного фазовращателя быстро отошла на второй план, поскольку пассивный взаимный фазовращатель более универсален и требует меньшего количества переключателей SPDT для маршрутизации сигналов передачи и приема через фазовращатель.

Забавно, что за последние десять лет все больше и больше архитектур модулей TR используют схему «общая ветвь», которая включает управление фазой.Из-за этого единственное преимущество пассивного фазовращателя больше не имеет значения. Кажется, это всего лишь вопрос времени, когда кто-нибудь заново изобретет активный фазовращатель в модуле TR. Возможно, это уже произошло, просто пришлите нам ссылку, и мы опубликуем ее здесь.

Важное замечание по активным фазовращателям… вы должны учитывать как коэффициент усиления, так и коэффициент шума вашего фазовращателя, когда анализируете характеристики сборки следующего более высокого уровня. В статье Форхауса не сообщалось о коэффициенте шума его активного фазовращателя 1982 года.

МЭМС фазовращатели

С момента появления RF MEMS было потрачено около миллиарда долларов, чтобы попытаться разработать фазовращатель с малыми потерями, чтобы можно было использовать PESA, и изобретатели получили прибыль. Вначале казалось возможным сделать трехбитный фазовращатель Ka-диапазона с потерями в 1 дБ. Затем начались темные века МЭМС, когда выяснилось, что серьезной проблемой является надежность, и, следовательно, родилось Древо горя МЭМС, и все участники сняли аббревиатуру со своих визитных карточек.Совсем недавно обещания были снижены до возможной потери 2,5 дБ для трех битов в Ka-диапазоне и 2 дБ в X-диапазоне. Этот уровень потерь означает «игру окончена» для фазовращателей МЭМС.

Мы будем следить за технологией и на днях сделаем о ней страницу с контентом.

Другое

Если вам известны какие-либо топологии фазовращателей, не описанные на одной из наших страниц, посвященных фазовращателям, которые следует описать здесь, напишите нам, и мы добавим ваши знания в эту главу! Хотите пожертвовать фотографию фазовращателя, который вы разработали? Отправьте его нам, и мы можем получить ваши 15 минут славы, если решим разместить его на этой странице

Посмотрите, что предлагает Википедия по фазовращателям… они ссылаются на нас, но не считают нас «референсом». Кто-то должен научить этих умников хорошим манерам…

 

Цифровые фазовращатели | Analog Devices

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, а другие необязательны для функциональных действий. Сбор данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы убедиться, что вы получаете наилучшую производительность и функциональность, которые может предоставить наш сайт. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie.Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Используемые нами файлы cookie можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:
Это файлы cookie, которые необходимы для работы Analog.com или определенных предлагаемых функций. Они либо служат единственной цели осуществления сетевой передачи, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуги, явно запрошенной вами.
Аналитические/производительные файлы cookie:
Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и просмотр того, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту.Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, гарантируя, что пользователи легко находят то, что ищут.
Функциональные файлы cookie:
Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши услуги менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
Целевые/профилирующие файлы cookie:
Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и/или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы перешли. Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам для этой цели.
Отказаться от печенья

Призматический фазовращатель — технические обзоры

Призматический фазовращатель — это новое устройство, которое можно использовать для управления фазой когерентного пучка света.Фазовый сдвиг становится неотъемлемой функцией большинства современных интерферометрических систем. Сдвиг фаз можно осуществить с помощью любого из множества старых устройств, включая движущиеся зеркала, вращающиеся четвертьволновые пластины, движущиеся решетки и ячейки Брэгга, все из которых имеют недостатки. Эти различные устройства вызывают поверхностные потери и/или изменения поляризации. В случае движущегося зеркала субволновая трансляция может быть затруднена. Некоторые другие старые устройства производят боковое смещение луча.

Призматический фазовращатель обеспечивает легко контролируемое изменение фазы луча света без недостатков более старых устройств. Это устройство состоит из призмы, установленной на подвижном столике. Призму помещают в луч, ориентированный под углом наименьшего отклонения. Ориентация предметного столика выбирается таким образом, чтобы поступательное движение вызывало перемещение призмы вдоль ее плоскости симметрии.

Фазовый сдвиг вводится в луч света, когда призма перемещается вдоль ее плоскости симметрии.

На рисунке показана призма до (штриховая линия) и после (сплошная линия) перемещения. Из-за симметрии конфигурации луч не отклоняется и не перемещается, а в луч вводится фазовый сдвиг. Для уменьшения угла при вершине требуется увеличение поступательного перемещения для получения заданного фазового сдвига. Этот эффект называется «оптическим рычагом» и позволяет получать небольшие изменения фазы при относительно грубых механических регулировках.

Изменение в эффективном расстоянии оптического пути, ΔOPD , задается

ΔOPD = 2 ( Nℓ NL )

, где N и N являются индексами преломления призма и окружающая среда соответственно; — половина разницы между старым и новым расстояниями по оптическому пути внутри призмы; а L составляет половину разницы между новым и старым расстояниями по оптическому пути вне призмы.По закону синусов

, где Y — поступательное расстояние, α — угол при вершине призмы, а θ — угол падения для минимального отклонения. Этот угол определяется как

Кроме того, определяется как

Следовательно, ΔOPD определяется как

. Когда это устройство работает под углом Брюстера, оно не создает поверхностных потерь. Единственное требование, которому должен удовлетворять материал призмы, состоит в том, что он должен быть прозрачным на интересующей длине волны и иметь приемлемое оптическое качество.Поскольку перемещение призмы для изменения фазы не вызывает отклонения или перемещения луча, устройство можно использовать в системе, в которой необходимо поддерживать строгое выравнивание.

Эта работа была выполнена Бруксом А. Чайлдерсом из Исследовательского центра Лэнгли. LAR-14637


Еще от SAE Media Group

Phase Shifter — Pittsburgh Modular Synthesizers

ОПИСАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ФАЗОВИДОМ

Регулятор частоты: Регулирует центральную частоту.

Резонанс Ручка управления: Регулирует уровень резонанса.

Регулятор частоты LFO: Регулирует скорость LFO.

Уровень передачи LFO: Регулирует количество LFO, используемого для модуляции частоты. Полный левый выключен.

Выход треугольной волны LFO и выход прямоугольной волны: Индивидуальные выходы формы волны LFO.

Переключатель диапазона LFO: Регулирует частотный диапазон LFO.

Входы CV Однополярный вход CV Ручка управления, вход CV и переключатель инвертирования: Основной однополярный вход CV для всех 16 ступеней.Ручка управления регулирует уровень входящего CV. Переключатель инвертирования инвертирует входящий сигнал CV.

Входы CV Биполярный вход CV Ручка управления и вход CV: Основной биполярный вход CV для всех 16 ступеней. Ручка управления регулирует уровень входящего CV.

Включить входы CV 9-16 Переключатель: Включает или отключает секцию входов CV 9-16. Когда эта функция включена, внешняя модуляция для стадий 9-16 использует секцию входов CV 9-16 вместо секции входов CV.

Переключатель Invert CV Stages 9-16: Переключатель Invert инвертирует источник модуляции для этапов 9-16.

Входы CV 9-16 Однополярный вход CV Ручка управления, вход CV и переключатель инвертирования: Альтернативный однополярный вход CV для ступеней 9-16. Ручка управления регулирует уровень входящего CV. Переключатель инвертирования инвертирует входящий сигнал CV.

Входы CV 9–16 Bi-Polar CV In Ручка управления и вход CV:  Альтернативный биполярный вход CV для ступеней 9–16. Ручка управления регулирует уровень входящего CV.

8 Stage Out Static Wave Blender Ручка управления и выход Mix: Микс нефазированного необработанного сигнала и выхода 8-й ступени Phase Shifter.Static Wave Blender представляет собой аттенювертер для необработанного сигнала.

Выход 7-й ступени: Выход 7-й ступени фазовращателя.

Выход 8-й ступени: Выход 8-й ступени фазовращателя.

16 Stage Out Static Wave Blender Ручка управления и выход микса:  Это основной выход микса. Микс нефазированного сухого сигнала и выхода 16-го каскада Phase Shifter. Static Wave Blender представляет собой аттенювертер для необработанного сигнала.

Выход 15-й ступени: Выход 15-й ступени фазовращателя.

Выход 16-й ступени: Выход 16-й ступени фазовращателя.

Ручка Input Drive: Регулятор уровня входного аудиосигнала.

Входной разъем: Вход аудиосигнала

Цифровые фазовращатели MACOM

999 27.09.2019 КАРТЫ-010164-УМРИ Запрос Цифровой фазовращатель 6-бит, 2.3–3,8 ГГц
2300 3800 6 3,6 45 3 Умри
УМРИ
КАРТЫ-010164-ДИЭ.пдф
да
да

6-битный цифровой фазовращатель

Покрытие 360° с LSB = 5.6°

Низкое энергопотребление постоянного тока

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Полное сопротивление 50 Ом

EAR99

Соответствует RoHS*


999 КАРТЫ-010165 Запрос Цифровой фазовращатель 6-бит, 3.5–6,0 ГГц
3500 6000 6 5,5 40 4 5.6 Пластиковое поверхностное крепление
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-010165.pdf
MAPS-010165_deembedded_Spars.zip
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P007
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

Вк: 5.0

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

50 Ом Импеданс

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Низкое энергопотребление постоянного тока

Последовательное или параллельное управление

-битный цифровой фазовращатель ?? Покрытие 360° с LSB = 5.6° ??? ?? ?? ?? ?? ?? ??

Встроенный драйвер CMOS


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
999 КАРТЫ-010164 Запрос Цифровой фазовращатель 6-бит, 2.3–3,8 ГГц
2300 3800 6 3.2 45 3 5.6 Пластиковое поверхностное крепление
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-010164.pdf
MAPS-010164_deembedded_spars.zip
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P006
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

6-битный цифровой фазовращатель

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

50 Ом Импеданс

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Низкое энергопотребление постоянного тока

Последовательное или параллельное управление

Встроенный драйвер CMOS

Покрытие 360° с LSB = 5.6°


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
999 КАРТЫ-011008 Купить Цифровой фазовращатель 6-бит, 5–6 ГГц
5000 6000 6 4 48 2 5.6 Пластиковое поверхностное крепление
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-011008.pdf
MAPS-011008_deembedded_spars.zip
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P010
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

6-битный цифровой фазовращатель

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

50 Ом Импеданс

Точность фазы по отдельным битам: +/- 1°

Вариация затухания в зависимости от фазового сдвига Диапазон: +/-0.5 дБ

Низкое энергопотребление постоянного тока

Последовательное или параллельное управление

Встроенный драйвер CMOS

Покрытие 360° с LSB = 5,6°


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
999 01.10.2021 КАРТЫ-010166-УМРИ Запрос Цифровой фазовращатель 6-бит, 8.0–12,0 ГГц
8000 12000 6 5 45 3 5.6 Умри
УМРИ
MAPS-010166-DIE.pdf
да
да

6-битный цифровой фазовращатель

EAR99

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Низкое энергопотребление постоянного тока

Покрытие 360° с LSB = 5.6°

Параллельное управление

Двунаправленный РЧ-вход/выход

Голый штамп

Соответствует RoHS*

6-битный цифровой фазовращатель

Покрытие 360° с LSB = 5,6°

Параллельное управление

Параллельное управление

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Двунаправленный РЧ-вход/выход

EAR99

Голый штамп

Соответствует RoHS*


999 КАРТЫ-010166 Купить Цифровой фазовращатель 6-бит, 8.0–12,0 ГГц
8000 12000 6 6,5 40 5 5.6 Пластиковое поверхностное крепление
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-010166.pdf
MAPS-010166_deembedded_Spars.zip
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P008
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

6-битный цифровой фазовращатель

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

50 Ом Импеданс

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Низкое энергопотребление постоянного тока

Последовательное или параллельное управление

Встроенный драйвер CMOS

Покрытие 360° с LSB = 5.6°


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
Xmicrowave.png
XM-A3W1-0604D

999 27.09.2019 КАРТЫ-010163-УМРИ Запрос Цифровой фазовращатель 6-бит, 1.4–2,4 ГГц
1400 2400 6 3,8 45 3 5.6 Умри
УМРИ
MAPS-010163-DIE.pdf
да
да

6-битный цифровой фазовращатель

Покрытие 360° с LSB = 5.6°

Низкое энергопотребление постоянного тока

Низкое энергопотребление постоянного тока

Полное сопротивление 50 Ом

EAR99

Соответствует RoHS*


999 КАРТЫ-010163 Запрос Цифровой фазовращатель 6-бит, 1.4–2,4 ГГц
1400 2400 6 5 40 3 5.6 Пластик
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-010163.pdf
MAPS-010163_deembedded_spars.zip
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P005
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

6-битный цифровой фазовращатель

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

50 ? Импеданс

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Низкое энергопотребление постоянного тока

Последовательное или параллельное управление

Встроенный драйвер CMOS

Покрытие 360° с LSB = 5.6°


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
Xmicrowave.png
XM-A9P3-0604D

999 КАРТЫ-010146 Купить Цифровой фазовращатель 4-битный, 8.0–12,0 ГГц
8000 12000 4 6,5 40 5 22.5 Пластиковое поверхностное крепление
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-010146.pdf
MAPS-010146_deembedded_Spars.zip
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P004
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

4-битный цифровой фазовращатель

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

50 ? Импеданс

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Низкое энергопотребление постоянного тока

Последовательное или параллельное управление

Встроенный драйвер CMOS

Покрытие 360° с LSB = 22.5°


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
Xmicrowave.png
XM-A3V9-0604D

999 КАРТЫ-010144 Купить Цифровой фазовращатель 4-битный, 2.3–3,8 ГГц
2300 3800 4 2,5 47 2.2 22,5 Пластик
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-010144.pdf
MAPS-010144_deembedded_spars.молния
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P002
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

4-битный цифровой фазовращатель

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

50 Ом Импеданс

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Низкое энергопотребление постоянного тока

Последовательное или параллельное управление

Встроенный драйвер CMOS

Покрытие 360° с LSB = 22.5°


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
999 27.09.2019 КАРТЫ-010165-ДИЭ Запрос Цифровой фазовращатель 6-бит, 3.5–6,0 ГГц
3500 6000 6 4.9 40 4 5.6 Умри
Умри
MAPS-010165-DIE.pdf
да
да

6-битный цифровой фазовращатель

Покрытие 360° с LSB = 5.6°

Низкое энергопотребление постоянного тока

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Полное сопротивление 50 Ом

EAR99

Соответствует RoHS*


999 27.12.2021 КАРТЫ-011021 Запрос Цифровой фазовращатель, 6 бит, 900–1200 МГц
900 1200 6 3.5 42 2 ПКФН
6мм ПКФН-28ЛД
КАРТЫ-011021.пдф
S2083.pdf
да
да

6-битный цифровой фазовращатель

Покрытие 360° с LSB = 5.625°

Встроенный драйвер

Последовательное или параллельное управление

Низкое энергопотребление постоянного тока

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Полное сопротивление 50 Ом

Бессвинцовый 6-мм 28-выводный пакет PQFN

EAR99

Соответствует RoHS*


6мм-28 свинец_на белом.jpg
999 01.05.2012 КАРТЫ-011007 Купить Цифровой фазовращатель 6-бит, 1.2–1,4 ГГц
1200 1400 6 3,8 48 2 5.625 Пластиковое поверхностное крепление
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-011007.pdf
MAPS-011007_deembedded_spars.zip
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P009
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

6-битный цифровой фазовращатель

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

Низкая ошибка затухания RMA: 0.4 дБ

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Низкая среднеквадратичная ошибка фазы: 2°

Последовательное или параллельное управление

Встроенный драйвер CMOS

Покрытие 360° с LSB = 5,6°


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
999 КАРТЫ-010143 Купить Цифровой фазовращатель 4-битный, 1.4–2,4 ГГц
1400 2400 4 3.2 40 2 22.5 Пластиковое поверхностное крепление
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-010143.pdf
MAPS-010143_deembedded_spars.zip
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P001
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

4-битный цифровой фазовращатель

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

50 Ом Импеданс

Низкое энергопотребление постоянного тока

Последовательное или параллельное управление

Встроенный драйвер CMOS

Покрытие 360° с LSB = 22.5°

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
999 КАРТЫ-010145 Запрос Цифровой фазовращатель 4-битный, 3.5–6,0 ГГц
3500 6000 4 5 45 3 22.5 Пластиковое поверхностное крепление
4мм ПКФН-24ЛД
КАРТЫ-010145.pdf
MAPS-010145_deembedded_spars.zip
AN3009 — Руководство по формату файла S-параметра S2P
M513 — Упаковка лент и катушек для компонентов поверхностного монтажа
S2080 — Влияние влаги на пайку устройств в пластиковом корпусе
S2083 — Инструкции по поверхностному монтажу корпусов PQFN
да
P003
да
да
100% матовая оловянная пластина с последующим отжигом после нанесения покрытия в течение 1 часа при 150 ° C.

Вк: 5.0

Соответствует RoHS*

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

EAR99

50 Ом Импеданс

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Низкое энергопотребление постоянного тока

Встроенный драйвер CMOS

Покрытие 360° с LSB = 22.5°

4-битный цифровой фазовращатель

Последовательное или параллельное управление


4x4_24-отведения PQFN.jpg
Чертежи печатных плат — Чертежи печатных плат
999 17.12.2021 КАРТЫ-011019 Запрос Цифровой фазовращатель 6-бит, 2.4–5,1 ГГц
2400 5100 6 4,5 48 4 5.625 4мм ПКФН-24ЛД
4 мм 24-LD PQFN
КАРТЫ-011019.pdf
М513_В22.пдф
да
да

6-битный цифровой фазовращатель

Покрытие 360° с LSB = 5.625°

Встроенный драйвер

Последовательное или параллельное управление

Низкое энергопотребление постоянного тока

Минимальное отклонение затухания в диапазоне фазового сдвига

Полное сопротивление 50 Ом

EAR99

Бессвинцовый 24-выводный корпус PQFN 4 мм

Соответствует RoHS*


Оптические фазовращатели | Энциклопедия

2.1. Оптические модуляторы

Подключения центров обработки данных являются основным двигателем исследований и разработок технологии Si-фотоники из-за постоянно растущей скорости передачи данных. Они переходят от 25/100G к 100G/400G, а модули оптических приемопередатчиков развиваются в направлении 400G и выше. С этой точки зрения, кремниевые оптические модуляторы играют важную роль в обеспечении скорости передачи данных. Развитие модуляторов позволяет использовать расширенные форматы модуляции [28] [29] .Однако необходимо использовать гетерогенную интеграцию для дальнейшего улучшения из-за ограничения плохого электрооптического эффекта Si.

Свойства света в кремниевых волноводах изменяются за счет изменения оптических констант волноводов, показателя преломления и коэффициента поглощения. В основном существует два метода изменения эффективного показателя преломления: термооптический эффект и эффект дисперсии плазмы. Первые обычно используются в оптических переключателях, не требующих высокоскоростной работы в гигагерцовом режиме, а вторые в основном используются для высокоскоростных модуляторов кремния.

Эффект дисперсии плазмы и поглощение свободных носителей выражаются моделью Друде, описывающей, что изменения показателя преломления и коэффициента поглощения возникают из-за изменения плазменной частоты свободных носителей, которая зависит от количества свободных носителей и их эффективной проводимости. массы. Таким образом, изменения показателя преломления (Δn) и коэффициента поглощения (Δα) выражаются как

Δn = — (E 2 Λ 2 / 8π 2 C 2 ε 0 n) [Δn E / M * CE + Δn H / M * CH ]  (1)

Δα = (E 3 λ 2 / 4π 2 C 3 9182 C 3 ε 0 n) [Δn E / M * CE 2 μ E + Δn h /m* ce 2 μ h ]  (2)

, где e — заряд электрона, ε 0 — диэлектрическая проницаемость в вакууме, c — скорость света в вакууме, λ — длина волны, n — невозмущенный показатель преломления, m* ce и m* ch  – эффективные массы проводимости для электрона и дырки, а µ e  и µ h  – подвижности электрона и дырки соответственно [16] .

Как показано в уравнениях (1) и (2), параметры являются физическими константами, за исключением изменения плотности свободных носителей. Для Si Soref и Bennett оценили изменения оптических констант на основе результатов экспериментальных исследований [16] , как показано в уравнениях (3) и (4) для длины волны 1,55 мкм.

(3)

Δα = 8.5 × 10 –18  × ΔN e  + 6,0 × 10 −18  × ΔN h (4)

Существует три различных типа кремниевых оптических модуляторов, как показано на . Электрические манипуляции со свободными носителями, взаимодействующими с распространяющимся светом в кремниевом волноводе, достижимы на основе таких типов, как накопление носителей, инжекция носителей и истощение носителей. Типы накопления носителей и истощения носителей состоят из полупроводника-изолятора-полупроводника (SIS) и pn-перехода соответственно.Они больше подходят для высокоскоростной модуляции из-за работы на основе большинства несущих по сравнению с типом ввода несущей, состоящим из штыревого перехода. В то время как для модулятора с накоплением носителей требуется оксидный барьер, для модулятора с истощением носителей требуется только очень совместимый с КМОП pn-переход. Поэтому последний является наиболее распространенным подходом из-за относительной простоты изготовления и простой конструкции.

Рисунок 1. Поперечные сечения типовых структур устройств, реализующих три различных механизма ( a ) накопление носителей, ( b ) введение носителей и ( c ) истощение носителей.

V π L модуляторов с истощением несущей с горизонтальным pn-переходом достигает 1,5–2,5 В·см [33] [34] . Хотя эффективность модуляции можно дополнительно снизить за счет увеличения плотности свободных носителей в pn-переходе, это приводит к высоким оптическим потерям из-за поглощения свободными носителями [34] . С точки зрения этого, различные формы вертикальных, L-образных и U-образных pn-переходов могут обеспечить большую эффективность модуляции, сохраняя оптические потери из-за большего перекрытия мод между оптическими модами и большей площади pn-перехода pn-переходов [ 49] [50] , но большая площадь перехода увеличивает емкость перехода, ограничивая скорость модуляции.Сообщается о сравнительном анализе оптических модуляторов как боковых кремниевых, так и L-образных переходов. Компромисс между статическими характеристиками V π L и потерями фазовращателя и динамическими характеристиками f mod хорошо изучен в сравнительном и количественном отношении. Кроме того, такие L-образные модуляторы на основе pn-перехода должны быть тщательно спроектированы с учетом f mod , жертвуя V π L для достижения целевой амплитуды динамической оптической модуляции (OMA) [34] .

Как видно из приведенных выше модуляторов кремния, важно внедрить гетерогенную интеграцию, используя преимущества материалов с превосходными электрооптическими эффектами в сочетании с платформой фотоники кремния. Одним из материалов является кремний-германий (SiGe). Как показано в уравнении (1) эффекта рассеивания плазмы, изменение показателя преломления обратно пропорционально эффективным массам электронов и дырок. Поэтому чем светлее становятся массы проводимости, тем больше рассеивание плазмы.В КМОП-технологии применение деформации к Si широко используется для достижения меньшей массы проводимости и более высокой подвижности в каналах транзисторов, что может улучшить характеристики МОП-транзистора. Деформация растяжения и деформация сжатия введены в Si для n-канальных и p-канальных МОП-транзисторов соответственно. Также экспериментально сообщалось, что эффект дисперсии плазмы и поглощение свободными носителями в Si в дальнем инфракрасном диапазоне длин волн от 5 до 20 мкм были изменены одноосной деформацией, механически приложенной к Si посредством модуляции массы, индуцированной деформацией [51] [52] .С другой стороны, напряженный SiGe хорошо известен как материал с p-каналом в КМОП-технологии из-за его высокой подвижности дырок, обусловленной низкой эффективной массой дырок [56] . Поэтому ожидается усиление эффекта рассеивания плазмы. Ю. Ким и соавт. экспериментально показали вызванное деформацией усиление эффекта дисперсии плазмы в кремний-германиевых (SiGe) оптических модуляторах. показывает, что эффект дисперсии плазмы и поглощение свободных носителей усиливаются за счет индуцированной деформацией модуляции массы в напряженном SiGe.

Рисунок 2.  Изменения оптических констант Si 0,86 Ge 0,14  и Si в зависимости от концентрации носителей. ( a ) Изменение показателя преломления и ( b ) Изменение коэффициента поглощения [53] .

В 2018 г. Fujikata et al. продемонстрировал высокоскоростные и высокоэффективные модуляторы MZ типа Si с истощением носителей с тонким и напряженным слоем SiGe [57] . Сечения устройств показаны на а.Изменение профилей носителей для истощения носителей в областях p-SiGe и n-Si индуцируется приложением напряжений обратного смещения, например, в условиях смещения 0 и -2 В. p-SiGe селективно выращивается на Si волноводе, и кристаллические дефекты едва показаны на изображении, полученном с помощью трансмиссионной электронной микрофотографии (ПЭМ) в справочнике. Основываясь на характеристиках устройства V π L (0,67 В·см, −0,5 В), полосе пропускания 3 дБ (12 ГГц при −1 В) и вносимых потерях (от 1,5 дБ до 2,0 дБ), высокоскоростная работа 25 Гбит/с было достигнуто около 1.Длина волны 3 мкм. V π L ниже, чем у обычных кремниевых модуляторов с боковым pn-переходом. Поскольку оптическая мода находится вблизи центра волновода, было бы лучше перепроектировать положение SiGe, чтобы увеличить перекрытие мод в SiGe.

Рисунок 3. ( a ) Схематические сечения ( a ) модуляторов [57] с истощением носителей и ( b ) с накоплением [58] с использованием натянутого модулятора с натяжением для усиления эффекта рассеивания плазмы.

Другой метод гетерогенной интеграции заключается в применении структуры SIS для емкостных модуляторов на основе накопления. Кроме того, он больше подходит для работы с низким управляющим напряжением и потребляемой мощностью благодаря более низкому значению V π L по сравнению с типичными модуляторами на основе Si pn-перехода, которые требуют бегущей волны или многокаскадных электродов и представляют собой дополнительную энергию. Стоимость. М. Такенака и др. предложенные емкостные оптические модуляторы SiGe, а также теоретическая разработка фоновой деформации для усиления эффекта рассеивания плазмы [54] .Кроме того, это было продемонстрировано M. Douix et al. в 2019 году, показано в b [58] . Поскольку напряженная технология SiGe уже используется в КМОП-технологии, она была изготовлена ​​на 300-мм Si-фотонной платформе. Как показано на b, SiGe выборочно выращивается поверх нижнего волновода Si-на-изоляторе (SOI) с рисунком с последующим осаждением изолятора. Затем верхний боковой волновод состоит из поликремниевого покрытия. Положение изолятора было спроектировано так, чтобы быть в центре волновода, где оптическая интенсивность максимальна, что указывает на то, что перекрытие оптических мод в SiGe почти максимальное.Емкостной модулятор Si без слоя SiGe также был подготовлен для сравнения с устройством с SiGe. Для сравнения использовался фазовый сдвиг в зависимости от ширины волновода и приложенного смещения постоянного тока с напряженным слоем SiGe и без него. Устройство SiGe обеспечивает повышение эффективности на 20% благодаря более высокой эффективности дырок в напряженных SiGe, в результате чего V π L всего 0,27 В·см при толщине оксида 4 нм. Однако они показали динамические характеристики устройства SiGe, у которого V π L равно 1.08 Всм с 13 нм с учетом оптимального компромисса между длиной устройства, амплитудой оптической модуляции и электрической константой RC. Отклик модулятора ограничен ~4 ГГц, в основном ограничен сопротивлением доступа. Ожидается, что в случае оптимизации реакция устройства будет в 10 раз быстрее, чем у продемонстрированного устройства. В 2021 г. И. Шарле и соавт. недавно сообщили, что оптимизированное устройство SiGe может достигать 0,59 В см для V π L и 37 ГГц для полосы пропускания 3 дБ, что приводит к динамической OMA -3 дБм при потерях при распространении рассеяния, 8 дБ/см [59] .

Одним из основных недостатков SiGe является то, что поглощение свободных носителей также увеличивается за счет модуляции эффективной массы, вызванной деформацией, с усилением эффекта дисперсии плазмы, о чем также сообщалось экспериментально и показано в b. С этой точки зрения, материалы III-V обладают преимуществом, присущим им свойству, при котором поглощение свободных носителей уменьшается, а эффект дисперсии плазмы усиливается для электронов [64] .В 1990 г. Б. Р. Беннетт и соавт. исследовал индуцированное носителями изменение показателя преломления полупроводников соединений AIIIBV InP, GaAs и InGaAsP [60] . Поскольку эффект рассеивания плазмы обратно пропорционален эффективной массе, как показано в уравнении (1), эффективная масса легких электронов в материалах III-V приводит к большему изменению показателя преломления, чем в Si. Кроме того, электрооптический эффект заполнения полосы и сужение запрещенной зоны способствуют изменениям показателя преломления и поглощения материалов III-V n-типа.Когда количество свободных носителей увеличивается, эффект дисперсии плазмы и эффект заполнения зоны способствуют отрицательному изменению показателя преломления, а сужение запрещенной зоны способствует положительному изменению. Следовательно, эффект дисперсии плазмы и эффект заполнения полосы являются доминирующими для фазовой модуляции. Важно отметить, что они предсказали оптические фазовые модуляторы и переключатели с малыми потерями, основанные на модуляции несущей. В 2017 г. Дж. Хан и соавт. продемонстрировал высокоэффективный гибридный емкостный модулятор InGaAsP/Si с малыми потерями на основе SIS [61] .Они также сообщили о теоретической модели, в которой изменение показателя преломления больше для InGaAsP и InP, чем для Si, а изменение коэффициента поглощения меньше, чем для Si, как показано на а, b соответственно.

Рисунок 4.  Численный анализ гибридного оптического МОП-модулятора InGaAsP/Si ( a ) Электронно-индуцированные изменения показателя преломления (Δn) InGaAsP, InP и Si, ( b ) Электронно-индуцированные изменения поглощения (Δα ) InGaAsP, InP и Si [61] .

Чтобы гетерогенно интегрировать III-V на волноводе ребер Si, они использовали метод соединения пластин. Подложка InP, содержащая слои InGaAsP/InP, была соединена с Si-волноводом с использованием связующего интерфейса Al 2 O 3 . а показывает поперечное сечение модулятора, указывающее, что оптический режим расположен рядом с интерфейсами SIS. Они также исследовали и оптимизировали качество интерфейса, чтобы получить крутую вольт-фарадную характеристику, которая сильно влияет на оптическую модуляцию.При эквивалентной толщине оксида (EOT) 5 нм они достигли очень низкого V π L 0,047 В·см из-за InGaAsP и тонкого EOT. Потери фазовращателя составляют около 20 дБ/см. Благодаря низкому значению V π L устройство продемонстрировало крайне малое затухание 0,23 дБ для фазовращателя длиной 500 мкм. Примечательно, что V π L и уровни затухания на порядок лучше, чем у обычных кремниевых модуляторов. Экспериментальные динамические характеристики не приводились из-за их высокого сопротивления и емкости, поскольку устройство не было оптимизировано для высокоскоростной работы.Однако на основе моделирования они упомянули, что высокоскоростная модуляция также возможна для оптимизированного МОП-модулятора III-V, показав глазковые диаграммы 4-уровневой амплитудно-импульсной модуляции 53 Гбод (PAM-4).

Рисунок 5.  ( a ) Поперечное сечение гибридного МОП-оптического фазовращателя InGaAsP/Si, продемонстрированное J. Han et al. [61] и ( b ) МОП-конденсатора InGaAsP/Si, продемонстрированного T. Hiraki et al. [62] .

В том же 2017 году T. Hiraki et al. также продемонстрированы гетерогенно интегрированные InGaAsP МОП конденсаторные модуляторы MZ [62] . b показано поперечное сечение устройства, которое также было изготовлено методом склеивания пластин. По сравнению с демонстрацией Дж. Хана и др., он разработан более практично, с учетом компромисса между толщиной SiO 2 и задержкой RC, чтобы он мог работать с модуляцией в гигагерцовом режиме. Следовательно, V π L равно 0.09 Всм выше, но частота среза ~2,2 ГГц выше, чем в работе Дж. Хана. Эти динамические характеристики обеспечивают модуляцию 32 Гбит/с с предыскажением сигнала. Недавно они сообщили о высокоэффективном модуляторе MZ, интегрированном с лазером DFB, с использованием мембранных устройств на основе InP на платформе Si-фотоники. Последняя работа [63] показывает более высокое значение V π L, равное 0,4 В·см, по сравнению с их предыдущей работой, но измеренная полоса пропускания по 3 дБ составляет около 31 ГГц, что гораздо более практично для высокоскоростных модуляторов.Наконец, они продемонстрировали глазковые диаграммы с сигналом NRZ со скоростью 50 Гбит/с, используя встроенный лазерный диод DFB и высокоэффективный InGaAsP MZM. Исходя из этой работы, важно спроектировать параметры модулятора типа SIS, например, емкость изолятора, с учетом целевой скорости передачи данных и полосы пропускания, а не демонстрации исключительно низкого значения V π L. модуляторы скорости.

Представленные выше гетерогенные модуляторы III-V SIS изготавливаются путем соединения пластин с тонкими связующими слоями и требуют металлических контактов с материалом III-V для реализации желаемых емкостных фазовращателей III-V-диэлектрик-Si.Такие этапы процесса довольно сложны и менее совместимы с CMOS, что может привести к снижению технологичности и масштабируемости. Интеграция III-V на платформе Si посредством эпитаксии была исследована для электронных и фотонных устройств следующего поколения в пилотной линии CMOS [65] [66] . Ю. Ким и соавт. предложил монолитный оптический фазовый модулятор III-V/Si с истощением носителей, использующий прямой рост III-V на Si V-образной канавке [67] , и С. Ким сообщил о его характеристиках, предсказанных моделированием TCAD [68] .Моделирование предполагает возможность очень низкого значения V π L, равного 0,07 В·см, низких потерь на фазовращатель 16 дБ/см и очень низкого произведения αV π L, близкого к 1 В дБ на длине волны 1,31 мкм, т.е. в 10 раз ниже, чем у типичных Si-pn-оптических фазовращателей. Одной из ключевых проблем являются вызванные дефектами оптические потери для фазовращателя с малыми потерями, поскольку трудно добиться достаточно низкой плотности дефектов на границе раздела III-V/Si, где существует оптическая мода.

В отличие от эффекта свободных носителей, приложенное электрическое поле может изменить показатель преломления материала и таким образом модулировать свет с помощью линейного электрооптического явления, известного как эффект Поккельса.Эффект Поккельса не имеет ни одного из ограничений эффекта свободных носителей, которые представляют собой неизбежные потери, вызванные носителями из-за поглощения свободных носителей, и ограниченную рабочую скорость из-за времени жизни носителей для типа с инжекцией носителей или задержки RC для типа истощения носителей. Однако у Si почти нет эффекта Поккельса, поскольку он не существует в центросимметричном кристалле, что указывает на то, что Si сложно использовать эффект Поккельса. Поэтому было исследовано использование таких материалов с нецентросимметричной кристаллической структурой и сильным эффектом Поккельса на платформе Si-фотоники для высокопроизводительных оптических фазовращателей.Ниобат лития, LiNbO 3  (LN), с коэффициентом Поккельса около ~30 пм/В, является одним из самых популярных материалов для электрооптических модуляторов с ролью внешней модуляции в волоконно-оптических системах передачи. Модуляторы LN обычно изготавливаются с использованием подложек LN, а диффузия титана и протонный обмен используются для формирования волновода LN с контрастом показателя преломления ~ 0,04, что намного меньше, чем в кремниевой фотонике. Таким образом, серийные модуляторы LN являются громоздкими и энергоемкими с большим V π L , превышающим 10 Всм.Было предпринято много усилий, чтобы сделать громоздкие модуляторы LN интегрированными, чтобы они могли поддерживать ресурсоемкие каналы с коротким радиусом действия, такие как межсоединения центров обработки данных. Для высокого контраста показателя преломления и гибкости при изготовлении наноструктур была предложена тонкопленочная платформа ниобата лития [69] , а высокопроизводительные когерентные оптические модуляторы были продемонстрированы на платформе LN-on-insulator [70] [ 71] [72] . Кроме того, гибридный подход модуляторов Si и LN MZ был продемонстрирован М.Он и др. в 2019 году [73] . а показана схема гибридного модулятора Si/LN, который был изготовлен методом штамповки на пластине с использованием бензоциклобутенового (BCB) клея и техники сухого травления LN. Модулятор состоит из пассивных компонентов кремниевых решетчатых ответвителей, кремниевых MMI-ответвителей и кремниевых волноводов, а также активных компонентов фазовращателей на основе LN. Одной из важных частей, которая делает его гибридным, являются вертикальные адиабатические ответвители (ВАХ), которые передают оптическую мощность между Si- и LN-мембранными волноводами (>97%, потери ~0.19 дБ на В переменного тока). Гибридный модулятор Si/LN с фазовращателем LN длиной 5 мм демонстрирует вносимые потери 2,5 дБ, V π L 2,2 Всм, электрооптическую полосу пропускания не менее 70 ГГц и скорость модуляции до 112 Гбит/с.

Рис. 6. ( a ) Схематические сечения ( a ) LN/Si оптического фазовращателя [73] и ( b ) BTO/Si оптического фазовращателя с использованием эффекта Поккельса [74 ] .

Проще говоря, если можно использовать более сильный эффект Поккельса, устройство занимает меньше места.Что касается прочного материала Поккельса, кристаллы титаната бария BaTiO 3  (BTO) имеют коэффициент Поккельса 1600 пм/В, что более чем в 50 раз выше, чем у LN. Кроме того, они также могут быть эпитаксиально выращены в виде тонких пленок на подложке Si. Таким образом, BTO становится многообещающим материалом для создания электрооптических модуляторов Поккельса, интегрированных в платформу Si-фотоники [75] [74] [76] [77] . Во-первых, С. Абель и соавт. продемонстрировал большой эффект Поккельса в микро- и наноструктурированном BTO, интегрированном в Si [75] , как показано на b.Они изготовили фотонные и плазмонные устройства, используя рост BTO на пластинах SOI путем молекулярно-лучевой эпитаксии и соединения пластин, и подтвердили, что эффект Поккельса является физической причиной отклика с элементом тензора коэффициента Поккельса, r 42  = 923 пм/В. Ф. Эльтес и др. сообщил о монолитно интегрированном оптическом модуляторе на основе BTO на платформе Si-фотоники, предназначенном для платформы следующего поколения [74] . Тот же метод, описанный в [75] , использовался для интеграции BTO в EPIC.Единственным отличием является основная пластина, которая представляет собой подложку, обработанную электронными и фотонными интегральными схемами (EPIC), вместо голой пластины SiO 2 /Si. Интегрированный модулятор BTO/Si MZ показывает превосходные значения V π L при 0,2 В·см и αV π L при 1,3 ВдБ (~0,7 ВдБ при оптимизации), что означает ~5,7 дБ/см (~3,0 дБ/см при оптимизации) и работает на высокой скорости 25 Гбит/с, которая, как ожидается, достигнет скорости передачи данных >50 Гбит/с за счет адаптированной конструкции электродов. Здесь одной из особенностей оптических модуляторов, основанных на эффекте Поккельса, является то, что они могут работать при криогенных температурах, тогда как оптические модуляторы, основанные на эффекте свободных носителей, ограничены при низких температурах [76] .Ожидается, что в будущем это будет стимулировать использование Si-фотоники для квантовых вычислений.

2.2. Оптические переключатели

Оптические коммутаторы также являются важными компонентами межсоединений крупных центров обработки данных [45] . Хотя оптические переключатели в свободном пространстве, реализованные с помощью микроэлектромеханических систем (MEMS) [44] [46] и жидких кристаллов на кремнии (LCOS) [47] , уже были коммерциализированы для применения в крупномасштабных центрах обработки данных, эти подходы имеют недостатки, такие как высокая стоимость из-за высокой сложности процесса и сложности крупносерийного производства.Чтобы преодолеть эти проблемы, производство на основе литографии, особенно интегрированной фотоники, совместимой с КМОП, было широко исследовано.

Для создания интегрированных оптических переключателей было предложено несколько подходов. Хотя электрооптические эффекты являются основными принципами модуляции для оптических модуляторов [42] , другие принципы, такие как термооптический эффект [43] или приводы MEMS [44] , также широко используются для оптических модуляторов. коммутаторы для достижения высокой масштабируемости и низкого уровня перекрестных помех.В случае электрооптических и термооптических переключателей оптический фазовращатель имплантируется в структуры интерферометра или резонатора, как показано на рис. таким образом, эффективные схемы модуляции, обсуждавшиеся в предыдущих примерах, также частично эффективны для высокопроизводительных оптических коммутаторов. С другой стороны, приводы МЭМС оптических переключателей МЭМС, изготовленные из поликремния или кремния на изоляторе (КНИ), механически перемещаются для соединения каждого оптического прохода. В этом разделе обсуждается недавний прогресс в области интегрированных оптических переключателей.

Рисунок 7.  Схемы различных оптических переключателей в крупногабаритных Si PIC.

Термооптические переключатели [81] [82] [83] [84] и оптические переключатели MEMS [85] [86] [87] 91 обычно исследуются для достижения большой масштабируемости и низкого уровня перекрестных помех. Эти структуры имеют относительно небольшие потери по сравнению с электрооптическим эффектом из-за отсутствия отклика носителей; таким образом, они могут обеспечить небольшие перекрестные помехи.В частности, в случае оптических переключателей MEMS легче спроектировать крупномасштабную матрицу переключателей с небольшой сложностью и перекрестными помехами, поскольку для них не нужны многокаскадные интерферометры или резонаторы [89] . Однако оптические потери, вызванные параметрами конструкции, такими как расстояние между металлическим нагревателем и волноводом [90] и расстояние между МЭМС-приводом и волноводом [91] [92] , являются основными. недостаток этих конструкций. Относительно низкая скорость и большое энергопотребление также являются основными проблемами этих устройств.Оптические МЭМС-переключатели также могут обеспечивать низкое энергопотребление; однако для перемещения привода MEMS необходимо большое управляющее напряжение до 60 В, что затрудняет интеграцию с КМОП-совместимостью.

Структуры модуляции несущей на основе кремния, такие как штыревой или p-n переход, обычно исследуются благодаря их высокой совместимости с КМОП, хотя их электрооптический эффект относительно мал по сравнению с другими материалами [42] . Хотя оптические переключатели, использующие инжекцию носителей со штыревым переходом [93] [94] , являются основным принципом для достижения модуляции с большой фазой, их скорость и энергопотребление страдают из-за отклика неосновных несущих в Si по сравнению с модуляторами. в основном с использованием pn-перехода [42] .Сообщается, что оптические переключатели, использующие p-n переход, обеспечивают высокую скорость работы и низкое энергопотребление [95] . Однако из-за больших потерь, вызванных несущей для фазовой модуляции, перекрестные помехи Si pn и pin структур хуже по сравнению с другими структурами.

Для достижения большого фазового сдвига с использованием полупроводника были исследованы составные полупроводники III-V, особенно материалы на основе InP.Демонстрируются громоздкие устройства III-V с использованием полупроводникового оптического усилителя (ПОУ) [96] [97] [98] или штыревого перехода [99] . Эти структуры могут обеспечить относительно небольшие перекрестные помехи по сравнению с кремниевыми устройствами благодаря большому электрооптическому эффекту материалов III-V. Однако у фотоники Bulky III-V есть свои проблемы, такие как плохое оптическое ограничение, глубокие канавки и масштабируемость [100] . Чтобы преодолеть эти проблемы, предлагается структура изолятора III-V [100] .Контактный оптический переключатель, использующий этот III-V на платформе изолятора, имеет номер [101] . Гибридная интеграция Si и III-V также исследуется для преодоления недостатков устройств III-V многими группами [102] . Было продемонстрировано множество структур, таких как гибридный SOA III-V/Si [103] [104] и гибридный конденсатор полупроводник-изолятор-полупроводник III-V/Si (SIS) [105] . Гибридная SIS-структура III-V/Si может обеспечить относительно небольшие перекрестные помехи и малое энергопотребление благодаря высокой эффективности электронной фазовой модуляции и малому току утечки SIS-структуры [105] .

В последнее время активно исследуются программируемые оптические переключатели для применения в нейроморфной фотонике [106] . Есть много сообщений об оптических фазовращателях для этого приложения, управляемых внешним сигналом [106] . Для дальнейшего развития, чтобы создать эффективные и многофункциональные фотонные переключатели для этих приложений, была широко исследована энергонезависимая или бистабильная работа оптических переключателей с использованием материала с фазовым переходом (PCM) [107] , сегнетоэлектрик BaTiO 3  (BTO) [108] или МЭМС-переключатель [109] .Однако основными проблемами этих подходов являются высокие оптические потери из-за металлической фазы ПКМ и сложность процесса с несовместимыми с КМОП материалами. В последнее время КМОП-совместимые сегнетоэлектрические материалы, такие как HfZrO 2 , широко исследуются для электрических устройств. Эти ферроэлектрические материалы, совместимые с КМОП, также могут обеспечивать эффективный фазовый сдвиг благодаря усилению накопления больших носителей с использованием эффекта отрицательной емкости [110] . Также сообщается о возможностях энергонезависимой работы для приложения оптического переключателя [111] .

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *