52일, 21시간, 49분 - Togotech

"DG60KE0 SAW RF필터"의 두 판 사이의 차이

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<ol> SeriesL-ShuntC 회로에서 C값 변화 -2.0~1.9pF에 따라 ShuntC-SeriesL 회로에서 C 및 L 값 변화에 따라
 
<ol> SeriesL-ShuntC 회로에서 C값 변화 -2.0~1.9pF에 따라 ShuntC-SeriesL 회로에서 C 및 L 값 변화에 따라
 
</ol>
 
</ol>
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<li>매칭회로: SCPI.CALCulate(1).FSIMulator.SENDed.PMCircuit.PORT(1).TYPE = "PCSL"
+
<li>매칭회로: SCPI.CALCulate(1).FSIMulator.SENDed.PMCircuit.PORT(1).TYPE = "PCSL" 'shuntC-seriesL
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<li>S22를 매칭으로 고정하고, S11을 변화
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<li> [[E5071C VBA 프로그래밍]]
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<li>S22을 C=0pF, L=0nH에서 (즉, port2는 매칭하지 않고)
 
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<li>C=0~2pF, 0.1pF씩, L=1~3nH, 0.1nH씩  
 
<li>C=0~2pF, 0.1pF씩, L=1~3nH, 0.1nH씩  
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<li>그래프
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image:filter_test04_015_001.png | 피크이득은 1.2pF, 1.6nH
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image:filter_test04_015_002.png | 중심주파수는 L값이 커질수록 높아진다.
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image:filter_test04_015_003.png | peak-1dB 대역폭은 3nH일 때 가장 넓어진다.
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</ol>
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<li>S22을 C=0.8pF, L=0.7nH에서 (port2를 매칭하고)
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<li>C=0~2pF, 0.1pF씩, L=1~3nH, 0.1nH씩
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<li>그래프
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image:filter_test04_016_000.png | Mem:아무런 매칭을 하지 않을 때, Data: port1=1pF 2nH
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image:filter_test04_016_001.png | 피크이득은 1.2pF, 1.8nH
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image:filter_test04_016_002.png | 중심주파수는 C=2pF에서 L값이 커질수록 뚜렷하게 높아진다.
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image:filter_test04_016_003.png | peak-1dB 대역폭은 3nH일 때 가장 넓어진다.
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</ol>
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<li>Port1=Port2 모두 동일하게 매칭하였을 때, 그리고 Port1=Port2 Extension=100ps
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<li>C=-0.6~1pF, 0.1pF씩, L=0~2.8nH, 0.2nH씩
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<li>C과 L에 따른 필터특성
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<li>피크이득
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image:filter_test04_017_001.png
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</gallery>
 +
<li>peak-1dB
 +
<gallery>
 +
image:filter_test04_017_002.png | 중심주파수
 +
image:filter_test04_017_003.png | 대역폭
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</gallery>
 +
<li>peak-3dB
 +
<gallery>
 +
image:filter_test04_017_006.png | 중심주파수
 +
image:filter_test04_017_007.png | 대역폭
 +
</gallery>
 
</ol>
 
</ol>
−
<li> [[E5071C VBA 프로그래밍]]
+
<li>주파수 파형
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image:filter_test04_017_004.png | 통과대역
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image:filter_test04_017_005.png | 리플
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</gallery>
 
</ol>
 
</ol>
 
<li>매칭 전후 이득 변화
 
<li>매칭 전후 이득 변화
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image:filter_test04_012_002.png | 고주파이동을 추측, 1953.5~1971.5MHz로 18MHz 여유율
 
image:filter_test04_012_002.png | 고주파이동을 추측, 1953.5~1971.5MHz로 18MHz 여유율
 
</gallery>
 
</gallery>
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</ol>
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<li>정식 온도 특성 측정
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<li> [[Espec SU-222]] 오븐에서
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<ol>
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<li>화면 캡쳐
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image:filter_test04_018_001.png
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</gallery>
 +
<li>설명
 +
<ol>
 +
<li>프로그램: 3번, 프로그램명: +85~-20
 +
<li>현재시간: 2024/07/13 토, 18:55
 +
<li>현재온도: -20.1'C, 세팅온도 -20'ㅊ
 +
<li>온도유지를 위해 히터는 용량의 11.1% 가동, 냉동기 동작
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<li>프로그램 스텝: 3번째 실행중
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<li>프로그램 종료 예정시간: 7월 13일 18:57
 +
<li>프로그램 수행 전체 시간: 1시간 44분 32초
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<li>프로그램이 종료되면: 전원 OFF
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</ol>
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</ol>
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<li>[[E5071C]] 화면 캡쳐. 25도씨 파형을 Memory로 놓고
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<li>저온 및 고온에서 주파수 이동
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<gallery>
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image:filter_test04_018_002.png | -20'C에서
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image:filter_test04_018_003.png | +85'C에서
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</gallery>
 +
<li>0-4dB 삽입손실을 보증하는 통과대역의 주파수 이동
 +
<gallery>
 +
image:filter_test04_018_004.png | 빨강 마커2번이 -4dB 저주파 주파수, 노랑 마커1번이 -4dB 고주파 주파수
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</gallery>
 +
</ol>
 +
<li>측정 방법
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<ol>
 +
<li>온도변화 0.1'C마다
 +
<li>피크이득, peak-3dB 중심주파수, peak-3dB 대역폭, 0-4dB 왼쪽 주파수, 0-4dB 오른쪽 주파수를 읽는다.
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</ol>
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<li>측정 엑셀 파일
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<ol>
 +
<li>이 필터의 사용온도범위는 -30'C~+85'C이다. -20'C부터 측정했다. -30'C까지는 선형 외삽(linear extrapolation)으로 추측했다.
 +
<li>오븐 온도 프로파일
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<gallery>
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image:filter_test04_019_001.png
 +
</gallery>
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<li>피크 이득, 이득온도계수는 -0.0034dB/'C이다. 즉, 온도가 100'C 올라가면 0.34dB 낮아진다.
 +
<gallery>
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image:filter_test04_019_002.png
 +
</gallery>
 +
<li>peak-3dB 중심주파수, 중심주파수 온도계수는 -38.6ppm/'C 이다.
 +
<gallery>
 +
image:filter_test04_019_003.png | 절대값
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image:filter_test04_019_004.png | 상대값
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<li>peak-3dB 대역폭. 온도가 올라가면 대역폭은 줄어들기 때문에 특성에서 불리해진다. 상대적으로 중요한 의미는 없다.
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<gallery>
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image:filter_test04_019_005.png
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</gallery>
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<li>0-4dB 규격 통과대역 대역폭. 사용온도범위에서 4.3MHz 변한다.매우 중요하다.
 +
<gallery>
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image:filter_test04_019_006.png
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</gallery>
 +
<li>0-4dB 규격 통과대역의 주파수 변화매우 중요하다.
 +
<ol>
 +
<li>그래프
 +
<gallery>
 +
image:filter_test04_019_007.png
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</gallery>
 +
<li>설명
 +
<ol>
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<li>온도에 따라 규격통과대역 규격 주파수를 보상하는 기준이 된다.
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<li>좌측 주파수는 -32ppm 이동하고,
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<li>우측 주파수는 -49ppm 이동한다.
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</ol>
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<li>그러므로 이 제품의 통과대역이 1930MHz~1990MHz이므로, 측정시 현재 온도가 25'C라면, 새롭게 설정하는 통과대역은
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<ol>
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<li>저주파쪽: 1930MHz x (-30-25)'C x -32ppm/'C = 3.397MHz가 더 저주파로 넓어져야 하므로 (1930-3.397)MHz =1926.603 MHz
 +
<li>고주파쪽: 1990MHz x (85-25)'C x -49ppm/'C = 5.674MHz가 더 고주파로 넓어져야 하므로 (1990+5.674)MHz =1995.674 MHz
 +
<li>즉, 노미날 대역폭을 60MHz에서 69.071MHz로 15.1% 넓게 설정해야 한다.
 +
</ol>
 +
<li>참조
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<ol>
 +
<li>만약, (우리가 알고 있는 종래 방법처럼) 통과대역 좌우측 주파수 모두에 -38.6ppm/'C를 적용하면
 +
<ol>
 +
<li>저주파쪽: 1930MHz x (-30-25)'C x -38.6ppm/'C = 4.097MHz가 더 저주파로 넓어져야 하므로 (1930-3.397)MHz =1925.903 MHz
 +
<li>고주파쪽: 1990MHz x (85-25)'C x -38.6ppm/'C = 4.225MHz가 더 고주파로 넓어져야 하므로 (1990+5.674)MHz =1994.225 MHz
 +
<li>즉, 노미날 대역폭을 60MHz에서 68.322MHz로 13.9% 넓게 설정해야 한다.
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</ol>
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</ol>
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</ol>
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2024년 7월 13일 (토) 23:15 판

DG60KE0 SAW RF필터

  1. 전자부품
    1. RF측정
      1. 주파수 필터
        1. 교육용 필터
          1. DG60KE0 SAW RF필터 - 이 페이지
    2. 참조
      1. SAW-핸드폰RF
  2. DG60KE0(US-PCS Rx필터), Fc=1960MHz, -3dB BW=75MHz
    1. 1930M : 통과대역 Low
    2. 1960M : 중심주파수
    3. 1990M : 통과대역 High
  3. 삼성전기, 2002년 9월에 제품규격서가 발행된 것 으로 추정
    1. 2.0x2.0mm LCC 패키지
  4. 사진
    • filter test04 001.jpg
  5. 규격표를 바탕으로 Limits Test
    1. 중심주파수 변동에 따라, 통과되는 여유 주파수를 계산하기 위한 그림을 설명하기 위해서 E5071C 네트워크분석기 화면에 리미트라인을 그렸다.
    2. 리미트 테스트용 테이블 작성법
      • filter test04 002.png
    3. 리미트 라인을 그리면

      • 700MHz~3GHz까지. 빨강은 리미트 라인

      • CENT=1960MHz, SPAN=200MHz 대역에서. 리미트 적용 구간이 3개 나온다.

  6. E5071C 캘리브레이션 오류에 따른 파형 변화
    1. 그래프

      • 통과대역

      • 리플

    2. 그래프 파형 설명
      1. Cal. off
      2. open 중심도체가 부러져 있어, OPEN +7ps delay에 C0=0으로 입력하고 아무것도 연결하지 않고 OPEN캘
      3. open 중심도체가 부러져 있음에도 불구하고, 85033D 표 그대로 사용하고, 아무것도 연결하지 않고 OPEN 캘.
      4. OPEN 37ps C0=0, SHORT 37ps L0=0, LOAD 41ps로 입력한 SMA 캘키트 적용
      5. 부러진 Open 중심도체를 수리한 후, 적당히(?) 정식으로 측정함.
  7. E5071C로 필터 매칭하기
    1. 매칭을 하는 이유
      1. 통과대역 파형곡선이 대칭으로 나와야, 필터 C값(=임피던스)에 따른 중심주파수, 대역폭 변화를 정확히 제어할 수 있다.
    2. 현 매칭상태

      • S11, S22. 비대칭 임피던스 특성을 보인다.

      • S11, S22, 리플특성(high band에서 손실이 크다.)

    3. Fixture Simuation으로, (특히 high band 특성을 개선하여) 통과대역이 좌우대칭이 되도록 매칭 하였다.

      • 스미스챠트 및 리플 그래프

    4. S11만 Fixture Simuation을 매칭했을 때 그래프
      1. 동영상
          SeriesL-ShuntC 회로에서 C값 변화 -2.0~1.9pF에 따라 ShuntC-SeriesL 회로에서 C 및 L 값 변화에 따라
      2. 매칭회로: SCPI.CALCulate(1).FSIMulator.SENDed.PMCircuit.PORT(1).TYPE = "PCSL" 'shuntC-seriesL
    5. S22를 매칭으로 고정하고, S11을 변화
      1. E5071C VBA 프로그래밍
        1. S22을 C=0pF, L=0nH에서 (즉, port2는 매칭하지 않고)
          1. C=0~2pF, 0.1pF씩, L=1~3nH, 0.1nH씩
          2. 그래프

            • 피크이득은 1.2pF, 1.6nH

            • 중심주파수는 L값이 커질수록 높아진다.

            • peak-1dB 대역폭은 3nH일 때 가장 넓어진다.

        2. S22을 C=0.8pF, L=0.7nH에서 (port2를 매칭하고)
          1. C=0~2pF, 0.1pF씩, L=1~3nH, 0.1nH씩
          2. 그래프

            • Mem:아무런 매칭을 하지 않을 때, Data: port1=1pF 2nH

            • 피크이득은 1.2pF, 1.8nH

            • 중심주파수는 C=2pF에서 L값이 커질수록 뚜렷하게 높아진다.

            • peak-1dB 대역폭은 3nH일 때 가장 넓어진다.

    6. Port1=Port2 모두 동일하게 매칭하였을 때, 그리고 Port1=Port2 Extension=100ps
      1. C=-0.6~1pF, 0.1pF씩, L=0~2.8nH, 0.2nH씩
      2. C과 L에 따른 필터특성
        1. 피크이득
          • filter test04 017 001.png
        2. peak-1dB

          • 중심주파수

          • 대역폭

        3. peak-3dB

          • 중심주파수

          • 대역폭

      3. 주파수 파형

        • 통과대역

        • 리플

    7. 매칭 전후 이득 변화
      1. 그래프
        • filter test04 008.png
      2. 수치
        1. 1930MHz -1.85dB => -1.91dB, 0.06dB 하락
        2. 1960MHz -0.99dB => -0.90dB, 0.09dB 상승
        3. 1990MHz -3.25dB => -2.58dB, 0.67dB 상승 (high band를 개선하였다.)
    8. 주파수 여유율 계산을 위한 그래프
      1. 그래프

        • 매칭전

        • 매칭후

      2. 마커 1,2,3,4 여유율
        1. 매칭전, -4dB 대역폭은 (1994.30 - 1918.86) = 75.44MHz, 60MHz 통과대역폭을 빼면 여유율은 15.44MHz
          1. 1지점: 1913.05MHz - 1910MHz = 3.05MHz
          2. 2지점: 1918.86MHz - 1930MHz = 11.14MHz
          3. 3지점: 1994.30MHz - 1990MHz = 4.30MHz
          4. 4지점: 2012.61MHz - 2030MHz = 17.39MHz
        2. 매칭후, -4dB 대역폭은 (1996.58 - 1919.87) = 76.71MHz, 60MHz 통과대역폭을 빼면 여유율은 16.71MHz
          1. 1지점: 1914.05MHz - 1910MHz = 4.05MHz
          2. 2지점: 1919.87MHz - 1930MHz = 10.13MHz
          3. 3지점: 1996.58MHz - 1990MHz = 6.58MHz
          4. 4지점: 2013.64MHz - 2030MHz = 16.36MHz
        3. 매칭 전후 결론: 주파수 여유율을 약 8% 개선하였다.
  8. 냉각, 가열하면서 100번 측정 ,
    1. 가열 및 냉각 방법
      1. 가열: 열수축 튜브용 열풍기
      2. 냉각: 냉매, Electrolube FRE Freezer Spray를 PCB 뒷면에 뿌려서
    2. 주파수온도계수에 의한 중심주파수 차이가 약 12MHz이다. 12/1960=6100ppm이다. TCF가 -30ppm이라면 약 200도 차이를 발생시킨 것이다.
      • filter test04 013.png
      • filter test04 013 001.png
    3. 중심주파수에 따른(즉, 온도에 따른-중심주파수가 높으면 온도가 낮다.) 피크이득 및 대역폭 변화

      • (중심주파수가 높아지면)온도가 낮아지면 피크이득이 높아진다.(좋아진다.)

      • (중심주파수가 높아지면)온도가 낮아지면 대역폭이 넓어진다.

    4. 매칭전, 주파수 여유율 그래프
      • filter test04 011 001.png

      • 고주파이동을 추측. 1953.5~1970.5MHz로 17MHz 여유율

    5. 매칭후, 주파수 여유율 그래프
      • filter test04 012 001.png

      • 고주파이동을 추측, 1953.5~1971.5MHz로 18MHz 여유율

  9. 정식 온도 특성 측정
    1. Espec SU-222 오븐에서
      1. 화면 캡쳐
        • filter test04 018 001.png
      2. 설명
        1. 프로그램: 3번, 프로그램명: +85~-20
        2. 현재시간: 2024/07/13 토, 18:55
        3. 현재온도: -20.1'C, 세팅온도 -20'ㅊ
        4. 온도유지를 위해 히터는 용량의 11.1% 가동, 냉동기 동작
        5. 프로그램 스텝: 3번째 실행중
        6. 프로그램 종료 예정시간: 7월 13일 18:57
        7. 프로그램 수행 전체 시간: 1시간 44분 32초
        8. 프로그램이 종료되면: 전원 OFF
    2. E5071C 화면 캡쳐. 25도씨 파형을 Memory로 놓고
      1. 저온 및 고온에서 주파수 이동

        • -20'C에서

        • +85'C에서

      2. 0-4dB 삽입손실을 보증하는 통과대역의 주파수 이동

        • 빨강 마커2번이 -4dB 저주파 주파수, 노랑 마커1번이 -4dB 고주파 주파수

    3. 측정 방법
      1. 온도변화 0.1'C마다
      2. 피크이득, peak-3dB 중심주파수, peak-3dB 대역폭, 0-4dB 왼쪽 주파수, 0-4dB 오른쪽 주파수를 읽는다.
    4. 측정 엑셀 파일
      1. 이 필터의 사용온도범위는 -30'C~+85'C이다. -20'C부터 측정했다. -30'C까지는 선형 외삽(linear extrapolation)으로 추측했다.
      2. 오븐 온도 프로파일
        • filter test04 019 001.png
      3. 피크 이득, 이득온도계수는 -0.0034dB/'C이다. 즉, 온도가 100'C 올라가면 0.34dB 낮아진다.
        • filter test04 019 002.png
      4. peak-3dB 중심주파수, 중심주파수 온도계수는 -38.6ppm/'C 이다.

        • 절대값

        • 상대값

      5. peak-3dB 대역폭. 온도가 올라가면 대역폭은 줄어들기 때문에 특성에서 불리해진다. 상대적으로 중요한 의미는 없다.
        • filter test04 019 005.png
      6. 0-4dB 규격 통과대역 대역폭. 사용온도범위에서 4.3MHz 변한다.매우 중요하다.
        • filter test04 019 006.png
      7. 0-4dB 규격 통과대역의 주파수 변화매우 중요하다.
        1. 그래프
          • filter test04 019 007.png
        2. 설명
          1. 온도에 따라 규격통과대역 규격 주파수를 보상하는 기준이 된다.
          2. 좌측 주파수는 -32ppm 이동하고,
          3. 우측 주파수는 -49ppm 이동한다.
        3. 그러므로 이 제품의 통과대역이 1930MHz~1990MHz이므로, 측정시 현재 온도가 25'C라면, 새롭게 설정하는 통과대역은
          1. 저주파쪽: 1930MHz x (-30-25)'C x -32ppm/'C = 3.397MHz가 더 저주파로 넓어져야 하므로 (1930-3.397)MHz =1926.603 MHz
          2. 고주파쪽: 1990MHz x (85-25)'C x -49ppm/'C = 5.674MHz가 더 고주파로 넓어져야 하므로 (1990+5.674)MHz =1995.674 MHz
          3. 즉, 노미날 대역폭을 60MHz에서 69.071MHz로 15.1% 넓게 설정해야 한다.
        4. 참조
          1. 만약, (우리가 알고 있는 종래 방법처럼) 통과대역 좌우측 주파수 모두에 -38.6ppm/'C를 적용하면
            1. 저주파쪽: 1930MHz x (-30-25)'C x -38.6ppm/'C = 4.097MHz가 더 저주파로 넓어져야 하므로 (1930-3.397)MHz =1925.903 MHz
            2. 고주파쪽: 1990MHz x (85-25)'C x -38.6ppm/'C = 4.225MHz가 더 고주파로 넓어져야 하므로 (1990+5.674)MHz =1994.225 MHz
            3. 즉, 노미날 대역폭을 60MHz에서 68.322MHz로 13.9% 넓게 설정해야 한다.
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