温度补偿衰减器：性能卓越的信号调节神器

背景：射频增益模块（如功率放大器、低噪声放大器等，统称为增益模块）一般可用于RF、IF或LO信号路径，能够提供良好的增益平坦度和回波损耗。在不同温度条件下，其增益会出现变化，导致无法满足客户对稳定射频信号输出的要求。此外，由于不同方案使用不同的芯片模块和线路设计，其增益变化量也各不相同。

温度补偿衰减器是一款独具特色的信号调节工具，它能有效解决射频信号因温度变化而产生的增益波动问题，确保信号传输的稳定性和准确性。该衰减器具有小巧的体积设计，使其在安装和使用过程中占用极少的空间。同时，它的超宽频率带宽能够适应不同的信号调节需求，让用户能够灵活应对各种应用场景。此外，该衰减器还采用无源器件的设计，从而消除了对外部电源的需求，为用户提供更便利和安全的使用体验。

接下来我们介绍史密斯英特康（Smiths Interconnect）的温补衰减器解决方案。

温补衰减器原理介绍

对于LNA和PA系统而言，系统的增益和输出功率，电压驻波比等主要射频指标随系统环境温度变化而变化。 一般而言，当温度越高或越低时，系统的输出功率及增益将随温度变化，导致系统指标及输出功率平坦度受到严重影响。 因此需要在射频系统中加入一种温度补偿的元件，即温补衰减器。

史密斯英特康的温补衰减器通过特殊的温敏材料，通过提供与客户原有射频模块互逆的变化，合理的对客户的输出增益进行调整。在使用温补衰减器以后，可以得到整体模块输出增益近似于下图所示的直线：

史密斯英特康的温补衰减器产品优势：

• 体积小巧：这款温度补偿衰减器体积小巧，便于焊接与金丝键合，不再受PCB空间限制。
• 宽带频率设计：其超宽的频率带宽能满足客户不同频率的射频信号调节需求，确保信号传输的流畅性和高效性。
• 无源器件：采用无源器件设计，无需外接电源，降低使用成本，降低串扰风险

产品分类

实际的应用中，由于主芯片所采用的材质，和设计思路差异，各种模型下模块增益变化趋势不尽相同。主要分为如下两种情形：

（1）随着温度升高，增益下降（以下简称负温变化）；

（2）随着温度升高，增益上升（以下简称正温变化）。

根据这两种不同的变化趋势，史密斯英特康对应开发了两种变化趋势的产品以满足客户需求：  

Negative Temperature compensation(简称N型)

Positive Temperature compensation(简称P型) 。 

史密斯英特康的温补衰减器变化情况如下：

TCA为Temperature Coefficient of Attenuator 温度系数，是表示温度补偿效应大小的重要参数。

粗略计算公式如下：ΔdB=ΔT*ATT²⁵ *TCA

以上算式中：

ΔT 表示两个不同的温度点

ΔdB 表示两个温度点下的衰减量变化量；

ATT²⁵表示常温下的衰减值，我司定义为25度时的衰减值。

斜率定义

由于温补衰减器产品覆盖频段较宽，我们无法针对每一个频点进行不同定义。因此，在定义TCA时，通常参考以下原则：

在低频（如30M Hz）下,测试区间为-55 °C ---+150 °C内，测试+150 °C的衰减量与-55 °C的衰减量相比较，使用以上公式进行斜率TCA计算。 

同时提醒：计算出来的斜率是一个相对范围，即实际的变化量并非沿着这个斜率固定的一条斜线，而是一条曲线。

如下图中的实现部分，虚线部分即为计算出的斜率。

通过上图所示：该曲线在负温部分（温度低于25^oc）会变化量较大，在正温部分（温度高于25^oc）会变化量略小。 

如下图是我司AN7-4N9F 的实际测试变化量情况：

如图中所示，AN7-4N9F 在低频状况下，可以近似计算出TCA约为N11，而在高频，尤其是4-6G Hz 的时候，计算出的TCA约为N7. 

该现象是由于温敏材料的特性所致，从目前市场上常用的几个品牌产品，包括日本和国内的厂家，均有此类现象。

举例说明：

根据客户自身的增益变化量需求，举例客户需求如下：

客户使用频率为2.1G Hz；

客户温度区间：在-45 ^oC 到+85 ^oC

常温下增益裕量为6 DB;

客户增益值该区间的变化量为4 DB

要求适用于SMT 焊接方式。

根据以上公司计算出来，得到的型号为AN7-4N7F。客户如果直接选用AN7-4N7F 也可以达到补偿的目的，但如果选取AN7-4N9F，则可以达到比较理想的补偿效果。 

其他影响因素

由前述可知，史密斯英特康温补衰减器产品包含DC-36G Hz各种系列组合，覆盖频率范围宽，采用特殊的温敏材料设计而成。该器件的射频特性随着温度不同，频率不同，产品的频率响应亦有所不同。

在产品中参数反映为：随着频率升高，TCA变小（即变化量减小），VSWR 会变大。

随着温度的变化：负温部分VSWR会变大；正温部分VSWR会变小。

如下图所示：

为了准确的描述产品的状态，因此我司规格书给出的指标范围通常是在常温（25^oc）下的参考值。

比如，我司WTVA系列表示如下：

VSWR： DC- 10GHZ 1.25:1 MAX 10-20GHZ 1.45:1 MAX AT 25°C.

ATTENUATION ACCURACY AT 25°C: ±0.5DB

选型信息

在选取型号时，客户需要明确告诉我们以下信息，方便我们做更准确的型号推荐：

（1） 客户模块的频率范围

（2） 高低温测试的温度区间要求

（3） 常温时的增益裕量

（4） 在该温度区间需要的变化量

（5） 客户对于封装形式要求和焊接方式要求

（6） 其他客户要求

本文介绍了温补衰减器在实际应用中遇到的通常情形，如果需要更多详细产品信息，请参阅我司官方网站www.smithsinterconnect.cn或联系我司销售人员进行详细咨询Jacky.Ren@Smithsinterconnect.com

责编：Johnson Zhang