ダイオードスイッチ（Diorde Switch）

　各周波数対応のDDS発振器を作るにあたって出力のLPFを各周波数対応にしようと思うのだが、その切り替えにダイオードスイッチを検討している。そのための基礎実験を行った。
　実験に使用したダイオードは
１）整流用ダイオード（LT154）
２）汎用スイッチングダイオード（１N4148相当）
３）Pinダイオード（MI-303）

　実験は、LPFの入出力を切り替えることから2個直列での特性を調べてみた。周波数による挿入損失、電流による挿入損失及びOFF時のアイソレーションを調べてみた。
　結果は左図の通りである。
　電流が少ないときは、Pinダイオードが一番小さい挿入損失である。多く流したときもPinが最小であるが、他のものもそれなりに少なくなっている。概ね10ｍA程度流せば2dB以下の損失となっている。30ｍAも流すならリレーでもいいのかなと思える。
　アイソレーションについては、以外にもスイッチング用の1N4148が -40dB近くと優秀である。これは予想外であった。1S1555では-30dB程度でPinより劣っていたのだが。
　ただし波形に歪が出ているのが気になる。高速スイッチングが得意なダイオードなので、スイッチングしてしまい、そのノイズが出るのであろうか。ダイオードスイッチは、スイッチングではなく、電流によるON/OFFで、信号自体はスルーとなるはずである。従ってON抵抗が低いものほど損失が少なくなる。整流用ダイオードの損失がそこそこであるのは、このON抵抗が結構低いからである。
　総合的に見てやはりPinがいいと思う。使うところ（今回のように発振器出力のPLF等）によっては半鐘スイッチング用ダイオードでも問題ないようである。
　市販トランシーバーの受信部のバンドパスフィルタにはもれなくダイオードスイッチが採用されている。これらは大体Pinダイオードが採用されている。ただダイオードの挿入損失とフィルタの損失は受信TOPではSNの点でも結構な重荷になるような気がする。既製品の損失を見てみたいものだ。自作する場合は極力これら損失を減らしたいのだが、リレーを並べるのも大変である。マルチバンドとなると色々検討事項が増えてくる。アイソレーションについても極力大きくしたいところである。そのためにはダイオードを複数個使いアイソレーションを大きくしたり、逆バイアスを掛けることにより大きくしたりとか方法は幾つかあるようであるが、シンプルにするためにはモノバンドのRF部分を作り有る程度増幅してから切り替えることがいいのかも知れない。

　この実験と同時に多バンドLPFを作ってみた。スイッチに使用したダイオードは1S1555である。その特性は左図の通りである。カットオフ周波数は、VFOを考慮して中間周波数分（8-11Mhz程度）高めとなっている。各定数については参考になら名と思うので省かせていただいた。普通のパイ型３段である。それなりに使えそうだ。

　ダイオードスイッチだけでも結構考えさせられるものである。

 

コメント 6

JA2NKD OM,

ダイオードスイッチも奥深いものがあることがわかりました。本当に、メーカー機ではこの問題、どうなっているのでしょう。特別に損失の少ないPinを使っているなどの工夫があるのでしょうかね。

マルチバンド化には克服しないといけない課題がたくさんあることが改めて実感されました。
by JH8SST/7 (2015-12-07 19:57) 

SSTさん　コメント有難うございます。
ちょっと中途半端なデータですいません。
同じようなダイオードでも個別に特徴があるようで、実際に使うものでデータをとらないと判らないようです。
　受信機TOPで使える品種と回路をもう少し模索する必要がありそうです。

by JA2NKD (2015-12-07 21:32) 

LPFの切り替えなら、アナログSW-ICが使えると思います、
多BANDならICの方がシンプルになるかも。
JUMAのTRX-2AにはFST3253が使われています。

時々、拝見させてもらっていましたが
はじめてコメントさせていただきました。
by JE2TLZ (2016-03-29 11:46) 

JE2TLZさん　コメント有難うございます。
アナログSWという手もありますね。FST3253は贅沢ですね。H-MODEミクサーに使われていますね。回路は簡単になりますが、スペースが大きくなります。また入手性が難しいと思います。

今後とも宜しくお願いいたします。


by JA2NKD (2016-03-30 17:13) 

返答ありがとうございます
ちなみにFST3253の入手は大丈夫です、せんごく通販で買えます。
by JE2TLZ (2016-04-03 18:01) 

JE2LZさん

千石にあるのですか。灯台元暗しですね。全くノーマークでした。
情報ありがとうございます。


by JA2NKD (2016-04-04 07:37)