What is return loss?

When a signal enters a circuit or component, some of the signal may be reflected back in the direction from which it came.  Return loss is a measure of that signal loss.

What is RF isolation?

RF can and does cover over open circuits.  The amount of signal that travels from the input to the output of a switch represents that measure of isolation measured in decibels (dB), -65 dB is considered the best for isolation. Generally -20 dB is a workable level.

What is insertion loss?

Insertion loss is the loss of signal when traveling in and out of a given circuit or traveling into a component and out of the component.  If your signal is at 100% going into a component, and coming out there is a loss, its described as insertion loss and is measured in decibels (dB).  3 dB is described as the end point for any component and is equivalent to the signal strength being reduced by 50%.

What is characteristic impedance?

RF like to travel within a circuit with a consistent characteristic impedance.  Any changes in characteristic impedance will produce signal loss.  Characteristic impedance Z is essentially a measure of resistance.  It has three components that are added vectorially. The components are: the pure DC resistance in the x- axis, the inductive reactance in the y-axis, and the capacitive reactance in the z-axis.  The characteristic resistance is calculatd all along a given signal path and any change in any one of the 3 above resistances at any point will alter the resistance.  50 ohms (Ω) is the most generally accepted resistance in most RF circuits.

Why is switching RF different than switching DC?

RF rides on the outer part of the conductor.  The higher the frequencies, the farther it moves to the outer edge of the conductor.  Many RF characteristics are quite different than DC.  It has a whole new set of parameters:

• characteristic impedance
• insertion loss
• VSWR
• rise time
• isolation
• slew rate
• etc.

What are the pros and cons of using a reed relay for switching RF?

The reed relays have a flat frequency response out to 20 GHz.  Their cost is moderate and stable.  Their size is becoming smaller and smaller.  Quality issues has been their main problem.  They are not good at switching higher power, but improvements are under way in this area.

What are the pros and cons of using electromechanical relays when switching RF?

Electromechanical relays can switch up to 20 GHz.  They can be very expensive and are very large.  Like the reed relay they do have a good flat frequency response.  Their large size takes up too much board space and they require a lot of power to operate. They have very good isolation and have the ability to switch higher power RF.

What are the pros and cons of using semiconductors for switching RF?

Semiconductors can be used to switch up to 100 GHz.  Cost becomes very high over 10 GHz.  Semiconductors represent the smallest size when compared to the other technoligies.  Its frequency response has discontinuities.  They have inter modular distortion and need added circuitry to control.  They also need added circuitry to improve its frequency response.

Why would you use a reed relay over a semiconductor switch or electromechanical relay when switching RF relays?

Reed relays are very linear over a large span of frequencies, typically ranging from DC up to 20 GHz.  Semiconductors need filters and suffer from inter modular distortion.  This means additional components need to be used.  The reed relay by itself will do the job and are ideal when switching low signal level RF loads.  The reed relay's size is much smaller than the electromechanical relay and comparable in size to the semis.

What components are used to switch RF?

Generally semiconductors, reed relays and electromechancial relays are used to switch RF.  Each technology has its good points and bad points.

Are fast digital pulses considered to be RF?

RF are waves of electrical impulses that oscillate at very high frequencies.  The waves are no different than our 50 cycle or 60 cycle line voltages and currents.  Instead of having 50 or 60 cycles occurring every second you can have billions occurring every second.  A frequency of 1 GHz is a frequency that is oscillating at 1 billion times every second.  In the digital world electrical pulses pass along information.  The shorter the pulses the more one can pass added information every second.  A computer operating at 2 GHz is capable of processing 2 billion pulses every second.  For electronic circuits to process a pulse it has to have the ability to carry 5 times its base.  This means that the circuits carrying 2 GHz pulses need to have the capability of carrying 5 times that or 10 GHz on an RF basis.  This is because square waves are made of 5 harmonics of the original frequency.

What is skin effect?

RF energy (a combination of voltages and currents) when traveling through a conductor will tend to travel on the outer part of the conductor.  The higher the frequency, the more the RF energy is traveling on the outer diameter of the wire, or traveling on the 'skin' of the conductor.  This effectively reduces the cross sectional area in which the energy can travel.  If it is only signal level the RF energy will pass thru the conductor with a minimal amount of attenuation attributed to resistive loss.  However, if the RF energy is significant, where a fair amount of power is being conducted through the conductor. Severe resistive losses may occur.  Dramatic lose of signal may occur.  Furthermore, major heating may occur that could cause the temperature on the contacts to rise above the curie temperature.  In this case, the reed leads will lose their magnetism resulting in the contacts opening.  This now can cause complete destruction of the reed switch contacts.  This is produced by the contacts reclosing once its temperature drops below the curie temperature and its magnetic properties are regained.  Now the contacts will close the full load and heating will begin again until the curie temperature is reached again.  Here the contact will open and close until the contacts are shorted or destroyed.  In this case, adding copper to the outer surface of the contacts and their leads will reduce and or eliminate the potentially disastereous effects.

Why would a HV relay fail at 1-2KV before breaking down across the switch and exhibit low insulation resistance?

Inspect the reed switch to see if you can see any finite cracks.  If not, you should send the switch back to MEDER to determine why the switch has lost its vacuum.

Mein HV Reedrelay durchlief Eingangstests, aber bei erneuten Tests einige Tage später fiel es durch.

Einige HV Reedrelays haben zwei Schalter in Serie, um den Effekt von zwei Mal 10000 Volt Durchbruchsspannung und somit einen Gesamtwert von 20kV zu erhalten. Wenn einer der Schalter sein Vakuum verliert – zum Beispiel durch einen Riss oder beschädigte Versiegelung -, führt dies zu einer zu niedrigen Durchbruchsspannung. Versuchen Sie, an den Lötstellen der Kontakte ein wenig Epoxid zu entfernen, und die Schalter einzeln zu testen, um festzustellen, welcher den Fehler verursacht. 

Die Kontakte des HV Reedrelays schlossen plötzlich, und die handhabende Person hat einen elektrischen Schock bekommen. Was ist passiert?

Einige HV Reedrelays haben zwei Schalter in Serie, um den Effekt von zwei Mal 10000 Volt Durchbruchsspannung und somit einen Gesamtwert von 20kV zu erhalten. Wenn einer der Schalter sein Vakuum verliert – zum Beispiel durch einen Riss oder beschädigte Versiegelung -, führt dies zu einer zu niedrigen Durchbruchsspannung. Versuchen Sie, an den Lötstellen der Kontakte ein wenig Epoxid zu entfernen, und die Schalter einzeln zu testen, um festzustellen, welcher den Fehler verursacht.
Dies passiert, wenn zu viel Strom angelegt wurde. Öffnen Sie die Kapsel des Reedschalters und schauen Sie sich die Kontakte an. Sind am Schließpunkt der Kontakte Anzeichen für Grübchenbildung oder Verbrennungen erkennbar? Falls ja, bitte prüfen Sie folgendes:
1. Reduzieren Sie den max. Schaltstrom, indem sie zusätzlichen Widerstand anlegen.
2. Prüfen Sie, ob Streukapazitanz vorhanden ist (zum Beispiel von Kabeln oder Drähten).
3. Stellen Sie sicher, dass keine Gleichtaktspannung vorhanden ist.
4. Werden in der vorliegenden Applikation die Kontakte ohne Spannung/Strom geschalten? Dies könnte Probleme verursachen.
5. Kann die Induktivität erhöht werden?

Welcher Reedschalter ist am besten für Hochstrom-Radiofrequenz Anforderungen geeignet?

Für Anwendungen mit Stromstärke bis zu 3 Ampere eignen sich kleine kupferbeschichtete Reedschalter. In Anwendungen mit mehr als 3 Ampere sollte eine größere Version verwendet werden.

What is the difference between RF and fast digital pulses?

RF are waves of electrical impulses that oscillate at very high frequencies.  The waves are no different than our 50 cycle or 60 cycle line voltages and currents.  Instead of having 50 or 60 cycles occurring every second you can have billions occurring every second.  A frequency of 1 GHz is a frequency that is oscillating at 1 billion times every second.  In the digital world electrical pulses pass along information.  The shorter the pulses the more one can pass added information every second.  A computer operating at 2 GHz is capable of processing 2 billion pulses every second.  For electronic circuits to process a pulse it has to have the ability to carry 5 times its base.  This means that the circuits carrying 2 GHz pulses need to have the capability of carrying 5 times that or 10 GHz on an RF basis.  This is because square waves are made of 5 harmonics of the original frequency.

What is an RF reed relay?

An RF reed relay is specifically designed to carry high frequencies up to 20 GHz and carry digital pulses in the sub nanosecond pulse widths.  Shielding is critical and the geometry of the signal path as it relates to the shield is of utmost importance.  The higher the frequencies the more critical they become.

What are the primary markets where RF relays are used?

RF relays are typically use in the test equipment market for PCB functional testing and Integrated circuit testing.  They can also be used in medical electronics or any market where RF or fast digital pulses are involved.

What RF reed relays does MEDER offer?

• Up to 500 MHz - use the SIL 6 pin and LP series
• Up to 1 GHz - MS (micro SIL) with start wire grounded
• Up to 17 GHz - the CRF up to 7 GHz and the SRF

What relay would I use for high voltage ATE requirements with high carry currents?

Use the small copper plated Hermetic Switch in the LI or BE relay package.

What relay would I use for high voltage ATE requirements?

Use the ORD2210V switch in the SIL HV or LI relay packages.

What relay would I use in the charging circuit for defibrillators used in the lab?

Use the HE and/or the HM high voltage series reed relays.  Consider using the tungsten bar high voltage reed if you are hot switching.

What relay product would I use for medical cauterizing generators?

Use the HE and/or the HM series with the high voltage copper plated reed contacts, capable of high carry currents.

What relay(s) would I use for an integrated circuit, VLSI tester (ATE)?

Depending on how fast the digital pulses use either the CRF or the SRF high frequency reed relay series.

What relay(s) would I use for a functional PCB tester (ATE)?

Depending on the size/cost requirements consider the SIL, MS, CRR relay series in that order from a cost and size standpoint.

What relay is recommended in a high end voltmeter application?

Use a BT Series special relay designed for high voltage dielectric and capable of switching voltages less than 1µV.

What relay do I use for portable defibrillators?

Use a two pole special BE series relay.

What product do i use for high voltages 5kV to 15kV breakdown voltage?

Use the HE and HM series reed relays.

What relay can i use if <1uV offset voltages can’t exist when switching the contacts?

Use the BT series or special BT low thermal reed relays.

What do I use for hold off/breakdown voltages up to 5000V?

Use the MEDER KSK-1A85 reed switch series.

What relay do I use for High frequency/digital and low current (ATE) 8 GHz to 20 GHz?

Use the SRF series reed relay.

What relay do I use for High frequency/digital and low current (ATE) 1 GHz to 7 GHz?

Use the CRF series reed relay.

What relay do I use for High frequency/digital and low current (ATE) 500MHZ to 1GHz (size critical)?

Use the CRF series or the SRF series relays.

What relay do I use for High frequency and low current (ATE) 500MHZ to 1GHz (size not critical)?

Use the 6 Pin SIL series or the MS series relay with the start wire grounded.

What relay do I use for high frequencies up to 500MHz at low current levels in the smallest package available?

Use the CRF or the SRF series relays.

What relay do I use for high frequencies up to 500MHz at low current levels?

If size in not a critical issue use the LP series, SIL(six pin) series, MS series (grounded start coil lead).

What switch do I use when switching 5-15 Volts with 10 to 50 milliamps?

Use ORD228, the ORD211 iridium, or the ORD311.

What switch do I use when switching 15-35 Volts with 10 to 250 milliamps?

For a sensor use the ORD228 with iridium or the ORD2210 for a relay.

What reed switch do I use for low level switching?

Small electromechanical relays are not good for switching low levels of voltages and currents.  Electromechanical relays need a hefty voltage and/or current to break any film buildup.  It is this film buildup that won't allow very low voltages and currents to pass through the contacts.   Reed switches are clearly the best.  Using sputtered ruthenium contacts or iridium contacts are the best materials for these low level loads.

When do you use an evacuated reed switch?

Switching and breaking voltages 250 volts and above is best done with a vacuum reed switch.  Up to 4000 volts can be effectively done with the ORD2210V as long as the current levels are not too high.  Above 4000 volts use the Hermetic reed switches.

Wie viel Spannung kann ein aufgeladener Reedschalter öffnen?

Miniatur-Reedschalter mit weniger als 20 mm Glaslaenge können bis zu 250 Volt durchbrechen, abhängig von der Pull-In-AT (je höher desto besser). Reedschalter mit weniger als 10 mm schaffen ca. 150 Volt, wobei dieser Wert durch eine Minimierung des Stromflusses zum Zeitpunkt des Öffnens noch verbessert werden kann.

Was versteht man unter Gleichtaktspannung?

Wenn Reedkontakte öffnen, durchbrechen sie einen Stromkreis. Wenn zum Öffnungszeitpunkt Spannung und Strom vorhanden ist, wird der Stromfluss gestoppt, und die Spannung tritt über die Kontakte ein. Dies stellt kein Problem dar, solange die Spannung nicht höher als 250 Volt ist. Bei höherer Spannung versuchen die Kontakte, einen Lichtbogen zu bilden. Dieser ist über 2000°C, und schmilzt das Metall auf den Kontakten. Dies gilt umso mehr, je höher der Stromfluss ist. Wenn sich das geschmolzene Metall auf das andere Paddel überträgt, kann es zu Verklebungen führen. Lichtbogenlöschung bedeutet, die Lichtbogenbildung und / oder die Übertragung des geschmolzenen Metalls zu stoppen. Wo hohe Spannungen durchbrochen werden müssen, sollte der Stromfluss zum Öffnungszeitpunkt möglichst minimiert werden. Dadurch wird die Lebensdauer der Kontakte deutlich verlängert.
Gleichtaktspannung ist eine häufige Fehlerursache von Relays. Gleichtaktspannung wird oft von Leitungsspannung verursacht. Jegliche Streukapazitanz in der Leitung kann bis zur Spitze der Leitungsspannung aufgeladen werden. Bei einer Leitungsspannung von 240 VRMS läge die potentielle Spitze bei 400 Volt. Wenn Spannungen in dieser Höhe geschalten werden, schmilzt das Metall auf den Kontakten, und sie fallen aus. Gleichtaktspannung kann durch eine Verbesserung der Erdung, oder durch eine Reduzierung der Streukapazitanz vermieden werden. Außerdem sollte wenn möglich zusätzlicher Widerstand angeführt werden, um dadurch den Anlaufstrom zu reduzieren (der Schaden tritt in den ersten 50 Nano-Sekunden nach dem Schließen der Kontakte auf). 

Wodurch zeichnen sich Ladungen aus?

Reedschalter, sowohl in Sensoren als auch in Relais, werden dazu verwendet, um Ladungen zu schalten. Diese Ladungen haben folgende Eigenschaften:

1. Die Ladungen sind gleichbleibend.
2. Das Schalten findet während der ersten 50 Nano-Sekunden statt.

Diese Eigenschaften ziehen auch jegliche flüchtigen Spannungen und Ströme in Betracht, welche während der ersten 50 Nanosekunden auftreten können. Diese Transienten entstehen möglicherweise durch Streukapazitäten/ Leitungsinduktivitäten getakteter Gleichspannungsquellen. Damit müssen Reedschalter-Entwickler arbeiten. Die ersten 50 Nano-Sekunden sind ausschlaggebend, da hier, sollte der Reedschalter zu „heiß“ geschalten werden, der größte Schaden auftreten kann. Wenn ein Kunde Probleme mit Ausfällen hat, muss dies deshalb zuerst in Betracht gezogen werden. Außerdem muss untersucht werden, welche Spannungen und Ströme zum Zeitpunkt des Öffnens des Schalters durchbrochen werden. Falls diese Werte zu hoch sind, kann es zu Fehlfunktionen kommen.

Wie weiß man, ob ein Reedschalter geeignet ist?

Hierbei sind einige Schluesselfaktoren zu beachten:

1. Es muss bekannt sein, wie hoch die ungefähr benötigte Ladung ist, und welche Spannung und Strom zum Zeitpunkt des Schließens (die ersten 50 Nano-Sekunden) geschalten wird.
2. Wie viele Schaltvorgaenge müssen gewährleistet sein?
3. Was sind die Anforderungen bezüglich der Größe?
4. Auf welche Art wird das Produkt montiert?
5. Für lange Lebensdauer und Niedrigsignale sind Ruthenium oder Iridium beschichtete Schalter am besten geeignet.
6. Für Schaltapplikationen von 50 bis 200 Volt verwendet man am besten einen Philips/Coto/Comus Ruthenium Schalter.
7. Für Schaltstroeme von 25 Milli-Ampere bis 1 Ampere eignet sich Rhodium beschichtete OKI Schalter, oder unser STM10.
8. Für Spannungen von 200 bis 4000 Volt kann OKI ORD 2210V verwendet werden.
9. Für Spannungen von bis zu 10.000 Volt eignen sich Hermetic Vakuum-Schalter.

Bitte beachten Sie, dass dies lediglich Anhaltspunkte sind. Am besten ist es, Tests mit unterschiedlichen Schaltern zu machen, bevor die endgültige Entscheidung getroffen wird.

What are multi-pole relays?

Reed relays can be constructed with more than one switch.  MEDER typically will manufacture up to four reed switches in a given relay.  This could be up to 4 single pole normally open switches, up to 4 single pole normally closed switches, or up to 4 single pole double pole throw switches.

What is a latching relay?

A latching relay is bistable.  It can be in the closed state with no coil power applied or it can be in the open state with no coil power applied.  It only takes a pulse of 1.5 milliseconds to change from the open state to the closed state; or a 1.5 millisecond pulse will change from the closed state to the open state.  A magnet partially biases the reed switch to create the latching states.  Generally two coils are used: one is used for closing the contacts and the other is used for opening the contacts.

What is a Form B reed relay?

With a Form B relay, the contacts are biased closed with a magnet.  So with no power on the coil, the contacts remain closed.  When power is applied to the coil, its magnetic field is opposite the field of the magnet, cancelling it out and opening the contacts. 

What is reclosure?

This is usually a condition that can develop when using a Form B  or normally closed reed relay.  The contacts are biased closed with a magnet. So with no power on the coil, the contacts remain closed.  When power is applied to the coil, its magnetic field is opposite the field of the magnet cancelling it out and opening the contacts.  If the coil is too strong, the contacts can reclose.  So a reclose voltage is added to a Form B relay that is usually 25% to 50% above the nominal voltage.  For a 5 volt relay with 50% safety factor the reclose would be 7.5 Volts.  This guarantees to the customer that applying up to 7.5 Volts the contacts will not reclose.

Was versteht man unter Hüllkurvenspitzenleistung?

Diese Beschreibung wird für drahtlose Sender und RF Applikationen verwendet. In älteren Designs wurde Amplitudenmodulation verwendet. Die Welle wird unter Zugrundelegung einer 30 MHz Hülle übertragen, und Audio überlagert die Radiofrequenz. Auf diese Weise funktioniert auch AM Musik.

Ist es normal, dass eine Seite des Reedrelays 5KV misst, und die andere einige Hundert Volt?

Beim Messen von Spannungen muss man den Effekt von Spannungsteilern beachten. Wie hoch ist der Widerstand auf der anderen Seite des Schalters? Nehmen wir das Beispiel eines Schalters, der 1E¹⁰ Ohm misst. Wenn er an einen 100 Mega-Ohm (1E⁸) Resistor angeschlossen ist, und 10,000 Volt an die andere Seite angelegt werden, dann wird ein Teil der Spannung über den Schalter, und ein Teil über den Resistor abgegeben. Man hat dann praktische zwei Resistoren in Serie: der Schalter mit 1E¹⁰   Ohm und den Resistor mit 1E⁸ Ohm.   Wenn 10,000 Volt an diesen Stromkreis angelegt werden, fließt ca. 1 µA durch den geöffneten Schalter, und durch den Resistor. Gemäß Ohmschem Gesetz generieren die 1 µA 100 Volt über den Resistor. Wenn nun der Isolationswiderstand des Schalters 1E¹¹ Ohm beträgt, dann wäre die Spannung des Resistors nur 10 Volt. Wenn der Isolationswiderstand des Schalters jedoch 1E⁹ Ohm beträgt, dann wäre die Spannung des Resistors bis zu 1000 Volt.

Was kann die Fehlerursache von häufig zu hoher Anzugsspannung sein?

Bitte pruefen Sie:

1.Verwenden Sie eine Metallhaube?  Falls ja, ist es kaltgewalzter Stahl? Ist das Material ferromagnetisch

2.Verwenden Sie eine Spule ohne Spulenkörper?  Falls ja, ist genügend Platz vorhanden, um den Innendurchmesser etwas zu verkleinern?

3.Wie hoch ist die effektive Anzugsspannung?

4.Ist genügend Platz vorhanden, damit ein Spulendraht mit größerem Durchmesser verwendet werden kann?

5.Die Bearbeitung und Verbindung des Kontaktes beeinflusst dessen magnetische Empfindlichkeit. Ist der Reedschalter gebogen und geformt? Oder ist er geschnitten und gelötet?  Im letzteren Fall sollten Sie Schweißen und NiFe Pins versuchen.

6.Kommt ein zusätzlicher interner magnetischer Schirm in Frage