Qu’est-ce qu’un relais haute fréquence ?
Un relais haute fréquence est un des éléments qui commutent des signaux à haute fréquence.
Les relais haute fréquence n’ont généralement pas de connecteurs et sont donc utilisés par soudure. Leurs caractéristiques haute fréquence sont fortement influencées par le substrat. Lorsque les relais sont utilisés dans des circuits haute fréquence, il y a des problèmes d’isolation, fuite de signal entre les contacts lorsque les contacts sont ouverts, et de perte d’insertion, perte de signal lorsque les contacts sont fermés.
Utilisations des relais haute fréquence
Les relais haute fréquence sont utilisés dans les équipements dotés d’un circuit appelé circuit haute fréquence. Afin de contrôler les signaux haute fréquence, un relais spécifique haute fréquence est nécessaire à la place d’un relais ordinaire.
Les exemples incluent les stations de base de téléphonie mobile, les équipements de radiodiffusion, les équipements de mesure et les équipements radio. Une autre utilisation est le LAN sans fil et le Bluetooth, qui sont largement utilisés à la maison. Dans les deux cas, le relais est responsable de la commutation harmonieuse des signaux à l’intérieur de divers types d’équipements.
Principe des relais haute fréquence
Les relais haute fréquence ont une structure similaire à celle des relais ordinaires.
1. Principe du relais
Dans un relais, lorsqu’une petite quantité d’électricité circule dans une bobine enroulée autour d’un noyau de fer, un électro-aimant rapproche les morceaux de fer et les met en contact l’un avec l’autre. Cela connecte le circuit et permet à une grande quantité d’électricité de circuler directement de la source d’énergie aux composants électriques. Lorsque l’électricité entre les bornes est coupée, le champ magnétique généré dans la bobine se dissipe et l’équipement électrique cesse de fonctionner.
L’isolation et la perte d’insertion sont des problèmes lorsque les relais sont utilisés dans des circuits à haute fréquence.
2. Isolement
L’isolement correspond à la résistance entre les bornes de sortie lorsque le relais est hors tension. À haute fréquence, des fuites de signal se produisent même lorsque le relais est à l’état hors tension. L’isolement est un paramètre qui indique le degré de cette fuite de signal.
Plus la fréquence est élevée, plus la fuite est importante, alors que la valeur d’isolation elle-même tend à être plus faible. Cela peut provoquer des interférences entre les circuits.
3. Perte d’insertion
La perte d’insertion, également connue sous le nom de perte d’insertion, se réfère à la perte de signal entre les contacts qui se produit lorsque les contacts sont fermés. Plus la fréquence est élevée, plus la perte de signal entre les contacts est importante, ce qui rend impossible la transmission précise du signal et entraîne un dégagement de chaleur.
En d’autres termes, il est important qu’il y ait peu de fuite de signal entre les contacts lorsqu’ils sont ouverts et peu de perte de signal lorsqu’ils sont fermés, même lorsque la fréquence du signal augmente.
4. Perte de retour
Lorsqu’il y a un changement d’impédance dans le trajet du signal, il se produit un phénomène connu sous le nom de réflexion : une partie du signal n’atteint pas l’extrémité réceptrice mais retourne à l’extrémité émettrice.
Le degré de réflexion du signal est appelé perte de retour et est exprimé par le rapport entre la puissance d’entrée et la puissance réfléchie. Un autre indicateur du degré de réflexion est le VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) : plus la valeur du VSWR est proche de 1, moins il y a de réflexion, ce qui signifie qu’il s’agit d’une bonne caractéristique.
Les relais utilisés dans les circuits haute fréquence nécessitent des caractéristiques haute fréquence en plus des caractéristiques générales des relais. Ils doivent donc avoir une isolation élevée et une faible perte d’insertion comme décrit ci-dessus. De plus, la perte de retour, qui indique le degré de réflexion du signal, doit être importante, le ROS doit être faible et l’impédance caractéristique, qui indique la valeur de la résistance, doit être appropriée.
Autres informations sur les relais haute fréquence
Circuits haute fréquence
Les circuits haute fréquence sont des circuits électroniques dont le fonctionnement à haute fréquence diffère de celui à basse fréquence. Les circuits qui traitent des signaux électroniques dont la fréquence peut atteindre plusieurs GHz, comme les réseaux locaux sans fil, sont des circuits haute fréquence.
Lorsque les signaux électroniques sont à haute fréquence, il est nécessaire de tenir compte du fait que les niveaux de courant et de tension des signaux sont différents à différents endroits du circuit électronique. Les circuits qui tiennent compte de ce comportement sont appelés circuits à constantes distribuées.