Notizie PCB - Coefficiente d'onda stazionaria e d'onda stazionaria-parametro S

Coefficiente d'onda standing e d'onda standing del circuito a microonde PCB

1. Concetto di onda permanente

Quando il carico terminale della linea di trasmissione PCB è cortocircuito, ZL =0, rendendo l'onda incidente e la tensione dell'onda riflessa uguali in ampiezza ma opposte in fase (differenza π), causando che le onde di tensione terminale si annullano completamente e diventano zero. La figura 8 mostra la distribuzione dell'onda incidente e dell'onda riflessa quando il carico è cortocircuito.

Si può vedere dalla figura che con ritardo temporale, l'onda incidente si sposta da sinistra a destra. Dopo gli spostamenti di fase terminale, si forma un'onda riflessa e poi si sposta da destra a sinistra. I due sono aggiunti lungo la linea di trasmissione PCB per formare un'altra forma di distribuzione d'onda, che è l'onda in piedi, come mostrato nella Figura 9.

Quando si forma un'onda standing sulla linea di trasmissione PCB, l'energia non viene più trasmessa lungo la linea, come se "stazionava" sulla linea di trasmissione PCB (corrispondente allo stato dell'onda viaggiante). L'espressione dell'onda di tensione coseno può essere dedotta come:

u=Um(t) Sinβz dove Um(t)=2Um SinÏ\t

Si può vedere che la tensione è distribuita lungo la linea di trasmissione PCB secondo la legge delle armoniche semplici, e la sua ampiezza Um(t) cambia con il tempo, mentre il nodo (il punto in cui la tensione o la corrente è sempre zero) e l'antinodo (il punto con il valore massimo), la legge di distribuzione non segue i cambiamenti di tempo, formando così armoniche semplici pulsanti periodiche.

Si può anche vedere che l'onda in piedi corrente ha la stessa legge di distribuzione, tranne che i nodi (o anti-nodi) sono disallineati di lunghezza d'onda 1/4, e la distanza tra entrambi dal cortocircuito è un multiplo intero di lunghezza d'onda 1/4.

2. Coefficiente d'onda in piedi S (noto anche come rapporto d'onda in piedi di tensione)

In pratica, l'onda eretta pura sopra menzionata non esiste. A causa della perdita della linea di trasmissione PCB, l'onda in piedi è sempre più piccola dell'onda viaggiante, cioè, entrambe si verificano contemporaneamente. L'effettiva irregolarità (dimensione geometrica) della linea di trasmissione PCB provoca anche una riflessione parziale dell'energia per generare onde standing anche nel caso di un carico completamente abbinato. Cioè, l'onda reale in piedi è un'onda impura in piedi sovrapposta ad un'onda itinerante.

L'onda eretta pura significa che l'ampiezza dell'onda incidente A è uguale all'ampiezza dell'onda riflessa B, cioè il coefficiente di riflessione Г=1 (nota qui il modulo del numero complesso Г e l'onda eretta impura significa B

Il parametro S rappresenta il rapporto tra la tensione antinodoca Umax dell'onda standing della linea di trasmissione PCB e la tensione del nodo Umin, vale a dire S=Umax/Umin

La figura 10 mostra la distribuzione dell'ampiezza dell'onda in piedi di tensione lungo la linea di trasmissione PCB in ogni caso.

Può essere provato: Umax=A+B; Umin=A-B

E può derivare S=(1+Г)/(1-Г)

Nella formula, Г=A/B è il modulo del coefficiente di riflessione, quindi Г=(S-1)/(S+1). Poiché Г=0~1, il parametro S è un numero positivo uguale o superiore a 1.

Si può vedere che quando il carico è completamente abbinato, Г=0, S=1.

Si può vedere da quanto sopra che il coefficiente d'onda stazionaria, S, può caratterizzare completamente lo stato di funzionamento della trasmissione del segnale ad alta frequenza (specialmente del segnale a microonde). Nei circuiti a microonde,

Di solito S=1,05-3.

Quando si caratterizzano alcuni componenti con caratteristiche dei parametri grumi, i parametri S sono talvolta indicati come coefficienti di dissipazione o dispersione. Indipendentemente dalla dissipazione o dalla dispersione, la causa diretta sono le onde in piedi. Pertanto, è più appropriato utilizzare il rapporto di onda stazionaria di tensione per caratterizzare i parametri S dei componenti, perché il rapporto di onda stazionaria di tensione può aiutare a comprendere i micro-concetti in alcuni circuiti e misurare le loro caratteristiche in combinazione con le linee di trasmissione PCB alle estremità di ingresso e uscita.

In sintesi, i principi di progettazione PCB per i circuiti a microonde sono i seguenti:

L'onda permanente è una delle cause principali dell'effettiva instabilità del circuito o incoerente con i requisiti di progettazione. Il progetto dovrebbe garantire pienamente che il parametro S sia il più vicino possibile a 1, cioè, più piccolo è il parametro S, meglio è (di solito S=1,05-3).

In pratica, misurare il coefficiente di onda in piedi è molto più semplice che misurare il coefficiente di riflessione. Pertanto, nella tecnologia di misura vengono generalmente utilizzati solo coefficienti d'onda stazionaria.

I fili di terra eccessivamente lunghi o i fili sospesi (comprese varie forme come piccole sbavature causate dalla progettazione o dall'elaborazione del PCB) possono formare forti onde in piedi, causando così interferenze di radiazione.

Le onde riflesse eccessive causeranno interferenze alla sorgente del segnale (compresa la relativa "sorgente" del collegamento di elaborazione del segnale).

Le onde in piedi interferiscono con la normale trasmissione del segnale e riducono il rapporto segnale-rumore.

Il valore del parametro S dipende dal coefficiente di riflessione, cioè dalle caratteristiche della linea di trasmissione PCB e del terminale di carico. Pertanto, nella progettazione PCB, non solo la struttura delle caratteristiche di traccia, ma anche la progettazione corrispondente del carico terminale di trasmissione di ogni traccia di segnale dovrebbe essere pienamente considerata. Questa è la base per garantire la qualità del circuito.

Non esaminare i parametri S dei componenti in isolamento. Essi devono essere misurati in modo completo insieme alle tracce di trasmissione del segnale in ingresso e in uscita, vale a dire devono essere esaminati in combinazione con la rete di combinazioni specifiche di componenti.

Quanto sopra è l'introduzione del coefficiente di onda standing di progettazione del PCB del circuito a microonde e del coefficiente di onda standing. Ipcb è fornito anche ai produttori di PCB e alla tecnologia di produzione PCB.