Νέα

Παθητικά Στοιχεία σε Κυκλώματα RF 

Αντιστάσεις, πυκνωτές, κεραίες. . . . Μάθετε για τα παθητικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε συστήματα RF.

Τα συστήματα RF δεν διαφέρουν ουσιαστικά από άλλους τύπους ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Ισχύουν οι ίδιοι νόμοι της φυσικής και, κατά συνέπεια, τα βασικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στα σχέδια RF βρίσκονται επίσης σε ψηφιακά κυκλώματα και αναλογικά κυκλώματα χαμηλής συχνότητας.

Ωστόσο, ο σχεδιασμός RF περιλαμβάνει ένα μοναδικό σύνολο προκλήσεων και στόχων και, κατά συνέπεια, τα χαρακτηριστικά και οι χρήσεις των εξαρτημάτων απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή όταν λειτουργούμε στο πλαίσιο των RF. Επίσης, ορισμένα ολοκληρωμένα κυκλώματα εκτελούν λειτουργικότητα που είναι ιδιαίτερα συγκεκριμένη για τα συστήματα RF—δεν χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα χαμηλής συχνότητας και ενδέχεται να μην είναι καλά κατανοητά από όσους έχουν μικρή εμπειρία με τις τεχνικές σχεδιασμού RF.

Συχνά κατηγοριοποιούμε τα εξαρτήματα ως ενεργά ή παθητικά, και αυτή η προσέγγιση ισχύει εξίσου και στον τομέα των RF. Τα νέα συζητούν τα παθητικά εξαρτήματα ειδικά σε σχέση με τα κυκλώματα RF, και η επόμενη σελίδα καλύπτει τα ενεργά εξαρτήματα.

Πυκνωτές

Ένας ιδανικός πυκνωτής θα παρείχε ακριβώς την ίδια λειτουργικότητα για ένα σήμα 1 Hz και ένα σήμα 1 GHz. Αλλά τα εξαρτήματα δεν είναι ποτέ ιδανικά και οι μη ιδανικές ιδιότητες ενός πυκνωτή μπορεί να είναι αρκετά σημαντικές σε υψηλές συχνότητες.

Το «C» αντιστοιχεί στον ιδανικό πυκνωτή που είναι θαμμένος ανάμεσα σε τόσα πολλά παρασιτικά στοιχεία. Έχουμε μη άπειρη αντίσταση μεταξύ των πλακών (RD), αντίσταση σε σειρά (RS), επαγωγή σε σειρά (LS) και παράλληλη χωρητικότητα (CP) μεταξύ των πλακών PCB και του επιπέδου γείωσης (υποθέτουμε εξαρτήματα επιφανειακής τοποθέτησης· περισσότερα για αυτό αργότερα).

Η πιο σημαντική μη ιδανική περίπτωση όταν εργαζόμαστε με σήματα υψηλής συχνότητας είναι η επαγωγή. Αναμένουμε ότι η σύνθετη αντίσταση ενός πυκνωτή θα μειώνεται ατελείωτα καθώς αυξάνεται η συχνότητα, αλλά η παρουσία της παρασιτικής επαγωγής προκαλεί τη μείωση της σύνθετης αντίστασης στη συχνότητα αυτοσυντονισμού και στη συνέχεια την αύξηση:

Αντιστάσεις, κ.λπ.

Ακόμη και οι αντιστάσεις μπορεί να είναι προβληματικές σε υψηλές συχνότητες, επειδή έχουν σειριακή επαγωγή, παράλληλη χωρητικότητα και την τυπική χωρητικότητα που σχετίζεται με τα πλακίδια PCB.

Και αυτό φέρνει στο προσκήνιο ένα σημαντικό σημείο: όταν εργάζεστε με υψηλές συχνότητες, τα παρασιτικά στοιχεία κυκλώματος είναι παντού. Ανεξάρτητα από το πόσο απλό ή ιδανικό είναι ένα στοιχείο αντίστασης, πρέπει να συσκευαστεί και να συγκολληθεί σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, και το αποτέλεσμα είναι παρασιτικά. Το ίδιο ισχύει και για οποιοδήποτε άλλο εξάρτημα: αν είναι συσκευασμένο και συγκολλημένο στην πλακέτα, υπάρχουν παρασιτικά στοιχεία.

Κρύσταλλοι

Η ουσία των RF είναι ο χειρισμός σημάτων υψηλής συχνότητας έτσι ώστε να μεταφέρουν πληροφορίες, αλλά πριν τα χειριστούμε πρέπει να τα δημιουργήσουμε. Όπως και σε άλλους τύπους κυκλωμάτων, οι κρύσταλλοι αποτελούν θεμελιώδες μέσο για τη δημιουργία μιας σταθερής αναφοράς συχνότητας.

Ωστόσο, στον ψηφιακό σχεδιασμό και τον σχεδιασμό μικτού σήματος, συχνά τα κυκλώματα που βασίζονται σε κρυστάλλους δεν απαιτούν στην πραγματικότητα την ακρίβεια που μπορεί να παρέχει ένας κρύσταλλος και, κατά συνέπεια, είναι εύκολο να γίνει κανείς απρόσεκτος όσον αφορά την επιλογή κρυστάλλου. Ένα κύκλωμα RF, αντίθετα, μπορεί να έχει αυστηρές απαιτήσεις συχνότητας και αυτό απαιτεί όχι μόνο αρχική ακρίβεια συχνότητας αλλά και σταθερότητα συχνότητας.

Η συχνότητα ταλάντωσης ενός συνηθισμένου κρυστάλλου είναι ευαίσθητη στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Η προκύπτουσα αστάθεια συχνότητας δημιουργεί προβλήματα για τα συστήματα RF, ειδικά για τα συστήματα που θα εκτεθούν σε μεγάλες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας περιβάλλοντος. Έτσι, ένα σύστημα μπορεί να απαιτεί έναν TCXO, δηλαδή έναν ταλαντωτή κρυστάλλου με αντιστάθμιση θερμοκρασίας. Αυτές οι συσκευές ενσωματώνουν κυκλώματα που αντισταθμίζουν τις διακυμάνσεις συχνότητας του κρυστάλλου:

Κεραίες

Μια κεραία είναι ένα παθητικό εξάρτημα που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή ενός ηλεκτρικού σήματος RF σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (EMR) ή αντίστροφα. Με άλλα εξαρτήματα και αγωγούς προσπαθούμε να ελαχιστοποιήσουμε τις επιπτώσεις της EMR, ενώ με τις κεραίες προσπαθούμε να βελτιστοποιήσουμε την παραγωγή ή τη λήψη της EMR σε σχέση με τις ανάγκες της εφαρμογής.

Η επιστήμη των κεραιών δεν είναι καθόλου απλή. Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν τη διαδικασία επιλογής ή σχεδιασμού μιας κεραίας που είναι η βέλτιστη για μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Το AAC έχει δύο άρθρα (κάντε κλικ εδώ και εδώ) που παρέχουν μια εξαιρετική εισαγωγή στις έννοιες των κεραιών.

Οι υψηλότερες συχνότητες συνοδεύονται από διάφορες σχεδιαστικές προκλήσεις, αν και το τμήμα της κεραίας του συστήματος μπορεί στην πραγματικότητα να γίνει λιγότερο προβληματικό καθώς αυξάνεται η συχνότητα, επειδή οι υψηλότερες συχνότητες επιτρέπουν τη χρήση μικρότερων κεραιών. Στις μέρες μας είναι σύνηθες να χρησιμοποιείται είτε μια «κεραία τσιπ», η οποία είναι συγκολλημένη σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) όπως τα τυπικά εξαρτήματα επιφανειακής τοποθέτησης, είτε μια κεραία PCB, η οποία δημιουργείται ενσωματώνοντας μια ειδικά σχεδιασμένη καμπύλη στη διάταξη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB).

Περίληψη

Ορισμένα στοιχεία είναι κοινά μόνο σε εφαρμογές RF, ενώ άλλα πρέπει να επιλέγονται και να υλοποιούνται πιο προσεκτικά λόγω της μη ιδανικής συμπεριφοράς τους σε υψηλές συχνότητες.

Τα παθητικά εξαρτήματα εμφανίζουν μη ιδανική απόκριση συχνότητας ως αποτέλεσμα της παρασιτικής επαγωγής και χωρητικότητας.

Οι εφαρμογές RF ενδέχεται να απαιτούν κρυστάλλους που είναι πιο ακριβείς ή/και σταθεροί από τους κρυστάλλους που χρησιμοποιούνται συνήθως σε ψηφιακά κυκλώματα.

Οι κεραίες είναι κρίσιμα εξαρτήματα που πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά και τις απαιτήσεις ενός συστήματος RF.

Οι φούρνοι μικροκυμάτων Si Chuan Keenlion προσφέρουν μια μεγάλη ποικιλία σε διαμορφώσεις στενής και ευρυζωνικής ζώνης, που καλύπτουν συχνότητες από 0,5 έως 50 GHz. Έχουν σχεδιαστεί για να χειρίζονται ισχύ εισόδου από 10 έως 30 watt σε σύστημα μετάδοσης 50 ohm. Χρησιμοποιούνται σχεδιασμοί μικροταινιών ή ταινιών, οι οποίοι βελτιστοποιούνται για βέλτιστη απόδοση.

Μπορούμε επίσης να προσαρμόσουμε τα παθητικά εξαρτήματα RF σύμφωνα με τις απαιτήσεις σας. Μπορείτε να μπείτε στη σελίδα προσαρμογής για να παρέχετε τις προδιαγραφές που χρειάζεστε.