射頻電源知識

1、什么是射頻電源？  全固態(tài)射頻電源的功放采用RF MOFET為元器件，主要由功放模塊，功率檢測模塊，控制模塊和AC/DC電源模塊；  功放模塊的功能是通過多級射頻功率放大將晶振產(chǎn)生的特定頻率的小信號放大到所需要的射頻功率。功率檢測模塊的功能是檢測出功放的輸出功率，性能的好壞直接影響到輸出功率的精確度和穩(wěn)定度。  控制模塊的主要功能是控制射頻電源的輸出功率為設(shè)定值，處理工作中的異常比如VSWR保護，過溫保護等等。  AC/DC模塊將輸入的220V交流電轉(zhuǎn)換成功放，控制模塊功率檢測模塊所需的直流電壓。一、 主要技術(shù)性能射頻源：1. 板極電

2、壓：2001500V連續(xù)可調(diào)。2. 板極電流：0.36A 3. 板極直流消耗功率：0.58KW。 4. 輸出功率：6500W連續(xù)可調(diào)。5. 頻率：13.56MHz 匹配箱： 1. 阻抗匹配范圍：（2.745）j(070)  2. 具有手動調(diào)節(jié)網(wǎng)絡參數(shù)達到匹配之功能。 3. 網(wǎng)絡參數(shù)由耦合和調(diào)諧旋鈕刻度讀出。 二、使用方法 1. 逆時針調(diào)節(jié)“Ua調(diào)節(jié)”電位器到最低位置（因沒開電源，沒有指示，以調(diào)不動為止），功率計開關(guān)置于2

3、60;kW檔。  2. 插上電源插頭，打開電源開關(guān)預熱5分鐘左右，紅色燈應該亮。  3. 按下“UaON”開關(guān)，綠指示燈應該亮，緩緩調(diào)節(jié)“Ua調(diào)節(jié)”到500V左右，Ia、功率計應有指示，然后反復調(diào)節(jié)耦合和調(diào)諧旋鈕，直至反映室起輝。起輝后自偏壓應有指示。 4. 反復調(diào)節(jié)耦合和調(diào)諧旋鈕使反射功率減到最小。Ia約為100mA（在Ua為500V時）。切忌反射功率太大，否則易損壞機件。 5. 調(diào)節(jié)Ua至所需功率，注意隨時調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡使反射功率接近0。 6. 自偏壓的大小和反應室及工藝條件有關(guān)，僅供參考。&

4、#160;7. 重復工作時，只要負載不變，每次只要關(guān)斷和接通Ua即可。 8. 工作完畢后，Ua調(diào)到最低，關(guān)斷電源開關(guān)。三、安裝與調(diào)試 1. 電子管的安裝 打開機箱上蓋，將電子管垂直向下插入管座，插到底，然后順時針旋轉(zhuǎn)大約60度（有限位），套上接線卡子，將螺釘旋緊一些，再蓋上機箱的上蓋,注意用手拿電子管時，不能碰陶瓷部位，以免手上汗跡沾在陶瓷部位降低管子的耐壓。 2. 接線  注意射頻電纜接頭要旋緊，電纜彎曲盡量自然一些。 3. 電源的檢查  在未正式與設(shè)備連調(diào)之前，或在工作過

5、程中有異常，比如不起輝、不穩(wěn)定、反向功率大等，可單獨檢查電源。  方法：用假負載替代真實負載，接通電源開啟開關(guān)當紅色小燈亮后“Ua調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針調(diào)到頭按下“UaON”開關(guān)順時針調(diào)Ua到200伏（此時各表頭均有指示）調(diào)匹配器（反復調(diào)）使反射功率最小，如果這時Ua、Ia、功率都正常，則可認為電源工作正常。Ua×Ia×80%入射功率。  4. 起輝  在確認射頻源正常后，即可接上真實負載進行調(diào)試。第一次起輝時，可將Ua調(diào)到400500V，如果未起輝，反射功率會很大，調(diào)節(jié)耦合和調(diào)諧旋鈕使之起輝，暫且先不管反射功率有多大。如果不起輝，可降低真

6、空度。磁控濺射真空度可降到數(shù)Pa。真空度低些容易起輝。如還不起輝，可采取短時間加大功率的方法。比如Ua加到700V，如果不起輝，馬上把Ua降一點，再調(diào)一下匹配器電容，再略加高Ua，如此重復進行，直到起輝為止。即如果再不起輝，應檢查反應室及接線部分是否有問題。  起輝后，調(diào)匹配器之電容使反射功率減小直到接近零。如果起輝時真空度較低，起輝后可逐漸提高真空度. 5. 加功率在起輝正常后，可提高功率，這里要注意的是，在初次起輝時，可能由于反應或工作氣體不干凈，設(shè)計上欠合理等因素而使反應室內(nèi)打火，這種情況功率不能提高。第二，在正常工作時，通常靶上所加功率為510W/cm2,

7、極限功率約為20 W/cm2，所加功率不要超過極限值，否則會燒毀靶。  6. 幾個參考數(shù)據(jù) 射頻功率源駐波比1.5磁控濺射功率密度510 W/cm2 磁控濺射壓強0.5數(shù)Pa  自偏壓:100V500V（自偏壓與真空度、功率密度、磁控強度、靶材等有關(guān)） 7. 幾種故障的判斷  在正常工作時，如果發(fā)生跳閘現(xiàn)象，則直流供電部分出現(xiàn)故障。 Ua突然變大時，電子管損壞的可能性大。有Ua無Ia時，驅(qū)動板有故障或高頻插頭接觸不良。 四、故障現(xiàn)象及維修  1. 故障現(xiàn)象：有Ua無

8、Ia 原因及解決辦法：Ua接線斷、表頭上雖有Ua而電子管上沒有；  2. 故障現(xiàn)象：有Ua，Ia小，無Pf和Pr。  原因及解決辦法： 一般是連接射頻源和匹配器或功率計的電纜插頭與插座接觸不良或根本沒有接觸上，用鉗子或鑷子將插座芯往里挾一下，用灑精棉球把插頭擦干凈再插上即可解決。  3. 故障現(xiàn)象：有Ua，Ia較小，有Pf和Pr，但較大，調(diào)不下來，不起輝。 原因及解決辦法：  1) 匹配器輸出電纜插頭座之間接觸不上，解決辦法同“2）”；2) 輸出電纜與電極接觸不良；  3) 

9、電極與外殼短路；  4. 故障現(xiàn)象：有Ua，Ia很大。 原因及解決辦法：Ug1無激勵。五、射頻功率源及其它儀表的安裝  射頻功率源通常用于和等離子設(shè)備配套，該設(shè)備除主機及射頻源以外，還有其它真空儀表，如質(zhì)量流量計、真空計、分子泵、溫控儀表、微機等，如果安裝不合理，射頻源會干擾這些真空儀表。  1) 射頻源的安裝：要將匹配器的機箱與真空室盡可能靠近，匹配器安裝在機柜內(nèi)的，要將機柜與真空室盡可能靠近，能直接與真空室或工作臺接觸最好，如無法接觸，要用紡織線以最短的距離將它們連接起來（功率較大的射頻源已與真空室接觸好）。 2) 其它

10、儀表的安裝：a.測量線、控制線要用屏蔽線；b.電源輸入要加電源濾波器；c.質(zhì)量流量計的控制盒與真空室的連接，如可能的話，用絕緣管道。  3) 從真空室里引到真空室外的導線，如照明線、加熱線、測量控制線及其它電極的引線，在真空室內(nèi)耦合有很強的射頻信號，在引出真空室后，要加電容濾波，去掉射頻信號，濾波電容要用耐壓高一些的云母電容或CBB電容有時要用高功率瓷介電容。  射頻收發(fā)核心電路射頻即Radio Frequency，通?？s寫為RF。表示可以輻射到空間的電磁頻 率，頻率范圍從300KHz30GHz之間。射頻簡稱RF射頻就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁

11、波的簡稱。每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流，大于10000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。有線電視系統(tǒng)就是采用射頻傳輸方式。在電子學理論中，電流流過導體，導體周圍會形成磁場；交變電流通過導體，導體周圍會形成交變的電磁場，稱為電磁波。在電磁波頻率低于100khz時，電磁波會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高于100khz時，電磁波可以在空氣中傳播，并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成遠距離傳輸能力，我們把具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻，射頻技術(shù)在無線通信領(lǐng)域中被廣泛使用。各種射頻常用計算單位，是深入地理解射頻概念的必備基礎(chǔ)知識之一。絕對功率絕對功率的dB表

12、示射頻信號的絕對功率常用dBm、dBW表示，它與mW、W的換算關(guān)系如下：例如信號功率為x W，利用dBm表示時其大小為：射頻常用計算單位簡介例如：1W等于30dBm，等于0dBW。相對功率相對功率的dB表示射頻信號的相對功率常用dB和dBc兩種形式表示，其區(qū)別在于：dB是任意兩個功率的比值的對數(shù)表示形式，而dBc是某一頻點輸出功率和載頻輸出功率的比值的對數(shù)表示形式。天線和天線增益天線增益一般由dBi或dBd表示。dBi是指天線相對于無方向天線的功率能量密度之比，dBd是指相對于半波振子Dipole 的功率能量密度之比，半波振子的增益為2.15dBi，因此0dBd=2.15d

13、Bi。其他常用計算單位射頻原理電阻：阻擋電流通過的物體或物質(zhì)，從而把電能轉(zhuǎn)化為熱能或其它形式的能量，單位：歐姆，  電壓：電位或電位差，單位：伏特，V  電流：單位時間內(nèi)通過電路上某一確定點的電荷數(shù)，單位：安培，A 電感：線圈環(huán)繞著的東西，通常是導線，由于電磁感應的原因，線圈可產(chǎn)生電動勢能，單位：亨利，H 電容：一個充電的絕緣導電物體潛在具有的最大電荷率，單位：法拉，射頻技術(shù)的分類自動識別技術(shù)自動設(shè)備識別技術(shù)是目前國際上發(fā)展很快的一項新技術(shù)，英文名稱為Automatic Equipment Identificati

14、on，簡稱AEI。 該項技術(shù)的基本思想是通過采用一些先進的技術(shù)手段，實現(xiàn)人們對各類物體或設(shè)備（人員、物品）在不同狀態(tài)（移動、靜止或惡劣環(huán)境）下的自動識別和管理。 目前應用最廣泛的自動識別技術(shù)大致可以分為兩個方面：光學技術(shù)和無線電技術(shù)兩個方面。其中光學技術(shù)中普遍應用的產(chǎn)品有：條形碼和攝像兩大類。這兩類產(chǎn)品目前已廣泛應用于人們的日常生活中，并已為人們所熟知。比如：條形碼用于商品管理，攝像用于抓拍違章車輛等。射頻識別技術(shù)射頻識別技術(shù)依其采用的頻率不同可分為低頻系統(tǒng)和高頻系統(tǒng)兩大類；根據(jù)電子標簽內(nèi)是否裝有電池為其供電，又可將其分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)兩大類；從電子標簽內(nèi)保存的信息注入

15、的方式可將其分為集成電路固化式、現(xiàn)場有線改寫式和現(xiàn)場無線改寫式三大類；根據(jù)讀取電子標簽數(shù)據(jù)的技術(shù)實現(xiàn)手段，可將其分為廣播發(fā)射式、倍頻式和反射調(diào)制式三大類。  1.低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz，典型的工作頻率有：125KHz、225KHz、13.56MHz等,這些頻點應用的射頻識別系統(tǒng)一般都有相應的國際標準予以支持。其基本特點是電子標簽的成本較低、標簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短（無源情況，典型閱讀距離為10cm）電子標簽外形多樣（卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀）、閱讀天線方向性不強等。2.高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz，典型的工作頻段有：915MHz、2450MHz、5800MHz等。高頻系統(tǒng)在這些頻段上也有眾多的國際