Berita PCB - Bagaimana untuk memilih bahan PCB bagi pemisah kuasa dan pasang

Pembahagi kuasa dan kombinasi adalah peranti yang paling biasa digunakan/biasa frekuensi tinggi, dan perkara yang sama adalah benar untuk pasangan seperti pasangan arah. Peranti ini digunakan untuk pembahagian kuasa, kombinasi, dan sambungan tenaga frekuensi tinggi dari antena atau sistem, dan kehilangan dan bocor adalah kecil. Pilihan papan PCB adalah faktor kunci bagi peranti ini untuk mencapai prestasi yang dijangka. Apabila merancang dan memproses pemisah kuasa/kombinasi/pasangan, ia berguna untuk memahami bagaimana ciri-ciri bahan PCB mempengaruhi prestasi akhir peranti ini. Had termasuk julat frekuensi, lebar jalur kerja, dan kapasitas kuasa.

Banyak sirkuit yang berbeza digunakan untuk merancang pembahagi kuasa (berturut-turut, kombinasi) dan pasangan, dan mereka mempunyai berbagai bentuk. Pembahagi kuasa mempunyai titik kuasa dua saluran sederhana dan titik kuasa N saluran kompleks, bergantung pada keperluan sebenar sistem. Banyak pasangan arah berbeza dan jenis pasangan lain juga telah dikembangkan dalam tahun-tahun terakhir, termasuk Wilkinson dan pembahagi kuasa tahan, pasangan Lange dan jambatan hibrid kuadratur penyelamatan kuasa. Mereka mempunyai banyak bentuk dan saiz yang berbeza. Pilih bahan PCB yang betul dalam rancangan sirkuit ini akan membantunya mencapai prestasi terbaik.

Jenis sirkuit berbeza ini akan merusak struktur dan prestasi desain, membantu desainer memilih papan untuk aplikasi berbeza. Pemisah kuasa dua Wilkinson menggunakan isyarat input tunggal untuk menyediakan isyarat output dua dengan amplitud dan fasa yang sama. Ia sebenarnya sirkuit "tanpa kehilangan" direka untuk menyediakan 3dB (atau dengan kata lain) kurang daripada isyarat asal. Adakah setengah isyarat output (kuasa output setiap port pembahagi kuasa menurun semasa bilangan port output meningkat). Sebaliknya, pembahagi kuasa dua yang bertentangan menyediakan isyarat output yang 6dB lebih kecil daripada isyarat asal. Penghalangan tambahan setiap cabang dalam pembahagi kuasa tahan meningkatkan kehilangan, tetapi juga meningkatkan izolasi antara dua isyarat.

Seperti banyak rancangan PCB, konstan dielektrik (Dk) adalah umumnya titik permulaan untuk memilih bahan-bahan PCB berbeza, dan perancang pembahagi kuasa/kombinasi kuasa biasanya cenderung menggunakan bahan-bahan sirkuit konstan dielektrik tinggi (Dk) kerana bahan-bahan ini boleh menyediakan sambungan elektromagnetik efektif dalam sirkuit-saiz yang lebih kecil daripada bahan-bahan konstan-dielektrik rendah. Terdapat masalah dengan litar konstan dielektrik tinggi, iaitu, konstan dielektrik di papan litar adalah anisotropik, atau nilai konstan dielektrik papan litar berbeza dalam arah x, y, dan z. Apabila konstan dielektrik berbeza jauh dalam arah yang sama, ia juga sukar untuk mendapatkan garis transmisi dengan impedance seragam.

Menjaga invarian impedance adalah sangat penting apabila menyadari ciri-ciri pembahagi/kombiner kuasa. Perubahan konstan dielektrik (impedance) akan menyebabkan distribusi tidak sama tenaga dan kuasa elektromagnetik. Untungnya, terdapat bahan PCB komersial dengan isotropi tertinggi yang boleh digunakan dalam sirkuit ini, seperti bahan sirkuit TMM 10i. Bahan-bahan ini mempunyai nilai konstan dielektrik relatif tinggi 9.8, dan dikekalkan pada aras 9.8 +/- 0.245 dalam tiga arah paksi koordinat (diukur pada 10 GHz). Ini juga boleh dipahami sebagai bahawa dalam garis transmisi pemisah/kombiner kuasa dan kopler, ciri-ciri impedance seragam boleh membuat distribusi tenaga elektromagnetik dalam peranti konstan dan boleh diukur. Untuk bahan PCB konstan dielektrik yang lebih tinggi, laminat TMM 13i mempunyai konstan dielektrik 12.85 dan variasi dalam tiga paksi berada dalam +/- 0.35 (10 GHz).

Sudah tentu, apabila merancang pembahagi kuasa/kombinasi kuasa dan pasangan, konstan dielektrik konstan dan ciri-ciri impedance hanyalah salah satu parameter bahan PCB yang perlu dipertimbangkan. Apabila merancang pemisah/kombiner kuasa atau sirkuit sambungan, mengurangi kehilangan penyisihan biasanya adalah tujuan penting. Idealnya, pemisah kuasa dua Wilkinson boleh menyediakan dua port output -3dB atau separuh tenaga elektromagnetik input. Sebenarnya, setiap sirkuit pemisah/kombiner kuasa akan mempunyai kehilangan penyisihan tertentu, yang biasanya bergantung pada frekuensi (apabila frekuensi meningkat, kehilangan juga meningkat), jadi bagi pemisah/kombiner kuasa Dalam terma desain, pilihan bahan PCB perlu mempertimbangkan bagaimana untuk mengawal, supaya kehilangan penyisihan sirkuit diminumkan.

Dalam peranti pasif frekuensi tinggi seperti pemisah/kombiner kuasa atau pasangan, kehilangan penyisihan sebenarnya adalah jumlah banyak kehilangan, termasuk kehilangan dielektrik, kehilangan konduktor, kehilangan radiasi dan kehilangan kebocoran. Beberapa kerugian ini boleh dikawal oleh rancangan sirkuit berhati-hati. Mereka juga boleh bergantung pada ciri-ciri bahan PCB dan boleh diminum dengan memilih bahan PCB secara rasional. Kegagalan kemungkinan (ie, kehilangan nisbah gelombang berdiri) boleh menyebabkan kehilangan, tetapi ia boleh dikurangkan dengan memilih bahan PCB dengan konstan dielektrik konstan.

Kehilangan minimalisasi adalah sangat kritikal dalam rancangan pemisah/kombinasi kuasa tinggi dan pasangan, kerana pada kerugian kuasa tinggi akan diubah menjadi panas dan disebar dalam peranti dan bahan PCB, dan panas akan mempengaruhi dielektrik bahan. Nilai konstan (dan nilai impedance) mempunyai kesan.

Secara singkat, apabila merancang dan memproses pemisah kuasa frekuensi tinggi/kombiner dan pasangan, pemilihan bahan-bahan PCB sepatutnya berdasarkan banyak ciri-ciri bahan-bahan utama yang berbeza, termasuk nilai konstan dielektrik, kontinuiti konstan dielektrik dalam bahan-bahan, dan faktor persekitaran seperti suhu, Pengurangan kerugian bahan termasuk kerugian dielektrik, Kehilangan konduktor, dan kapasitas kuasa. Memilih bahan PCB untuk aplikasi khusus membantu merancang pemisah/kombinasi kuasa frekuensi tinggi atau pasangan untuk berjaya.