Was ist eine integrierte Hochfrequenzschaltung?
Eine integrierte Hochfrequenzschaltung ist eine kompakte elektronische Schaltung, die aktive Geräte für Signalfrequenzen im sogenannten Hochfrequenzbereich (RF) verwendet. Hochfrequenzschaltungen umfassen Verstärker, Modulatoren und Demodulatoren mit niedriger und hoher Leistung. Verstärker erhöhen die Spannung oder den Leistungspegel von HF-Signalen. Die Eingangspegel zu den Verstärkern können für Empfänger sehr niedrig sein, und diese niedrigen Pegel können so niedrig wie ein Bruchteil eines Millionstel Volt (V) sein. Modulatoren werden in Sendern verwendet, um einen HF-Träger so zu ändern, dass die Nachricht oder Information zu einem Merkmal des Trägers kombiniert wird, während Demodulatoren die Information von vorhandenen modulierten Trägern extrahieren.
Eine integrierte Schaltung (IC) wird auch als Chip oder Mikrochip mit Halbleiter bezeichnet. Der in Elektronik, Computern und digitalen Geräten verwendete gesteuerte Ventilmechanismus wird durch Halbleiter mit drei Anschlüssen ermöglicht, mit denen ein Steueranschluss den Strom zwischen den beiden Hauptanschlüssen bestimmen kann. Die integrierte Hochfrequenzschaltung verwendet Dutzende von Halbleitern in einem sehr kleinen Gehäuse, um Funktionen in gängigen Geräten wie Mobiltelefonen auszuführen.
Integrierte Hochfrequenzschaltungen lösen viele Probleme beim Entwerfen und Herstellen von Empfängern, Sendern und HF-Testgeräten. Bei sehr hohen HF-Frequenzen kann die Verwendung separater aktiver Geräte durch die Länge der Drähte oder Leiterbahnen begrenzt sein, die zur Vervollständigung der Schaltkreisverbindungen erforderlich sind. Die integrierte Hochfrequenzschaltung verwendet sehr kleine Komponenten in einem gemeinsamen Gehäuse, so dass zwischen den Stufen sehr wenig Kopplung besteht, was normalerweise auf lange Drähte oder die elektrostatische Nähe zwischen aktiven Knoten einer Schaltung zurückzuführen ist.
Der relativ lange Draht verursacht eine als Induktivität bekannte Charakteristik. Induktivität ist die Reaktion, die durch das resultierende Magnetfeld in einem stromführenden Draht verursacht wird. HF, die versucht, eine Induktivität durchzulassen, wird normalerweise gedämpft, was bedeutet, dass der Signalpegel abnimmt, wenn ein Signalabfall in der Induktivität mit höherer HF-Frequenz zunimmt. Die Nähe zwischen den aktiven Knoten einer Schaltung führt zu einer Kapazität, die eine Reaktion ist, die durch das Laden und Entladen von Ladungsträgern verursacht wird. In einem Kondensator wird die Reaktion durch die Tendenz entgegengesetzter Ladungen verursacht, sich anzuziehen.
Moderne integrierte Hochfrequenzschaltungen bieten die besten Leistungsmerkmale, einschließlich eines geringen Stromverbrauchs und einer guten Signalleistung. Frühe HF-Geräte waren mit Problemen eines hohen Stromverbrauchs konfrontiert, was zu geringeren Standby- und Gesprächszeiten für frühe tragbare Kommunikationsgeräte führte. Während sich die Technologie für tragbare Batterien verbessert hat, hat der niedrige Stromverbrauch von integrierten Hochfrequenzschaltungen zu einer enorm erhöhten Gesprächszeitleistung von Geräten mit Batteriebetrieb geführt. Die integrierte Hochfrequenzschaltung hat auch zu einer besseren Signalqualität hinsichtlich einer geringeren Verzerrung und eines geringeren Rauschpegels geführt.