Microwave Teknolojisi - RF devre tahtasının prensipi ve uygulaması

RF devre tahtası nedir? RF pcbs radyo frekansı (RF) devrelerine bağlı devre tahtaları bastırılır. RF PCB genelde izolatılmış substratlardan, yönetici katlardan, patlamalardan, vialardan oluşur. Tasarım ve üretim ihtiyaçları sıradan PCB'lerden farklıdır. Tasarım ve üretim ihtiyaçları sıradan PCB'lerden farklıdır ve RF sinyallerinin özel özelliklerini hesaplaması gerekiyor.

Radyo frekansiyeti RF olarak adlandırılır, radyo frekansiyeti, radyo frekansiyeti şu anki elektromagnetik dalga kısayılmasıdır. Sekunde 1000 kere daha az değişen akışı düşük frekans akışı denir ve 1000 kere daha yüksek frekans akışı denir ve radyo frekansı çok yüksek frekans akışı denir.

RF devre, devre ya da cihazın boyutlu olarak sinyalin elektromagnetik dalga uzunluğunu aynı büyüklüğü sırasında işleyen devre ile ifade ediyor. Bu zamanlar, cihazın boyutlu ve tel boyutlu arasındaki ilişkisi yüzünden devre dağıtılmış parametrelerin teoriyle ilgilenmesi gerekiyor. Bu tür devre RF devre olarak kabul edilebilir ve frekanslarında sıkı bir ihtiyaç yok. Örneğin, uzak mesafe transmisi AC transmisi satırı (50 ya da 60 Hz) bazen RF teorisi tarafından çözülmesi gerekir.

RF devre kurulun prensipi ve geliştirmesi

RF devresinin en önemli uygulama alanı kablosuz iletişimdir. A Figure is the block diagram of a typical wireless communication system. Bu sistemi tüm kablosuz iletişim sisteminde RF devresinin rolünü analiz etmek için örnek olarak alır.

A Şekil: tipik RF sisteminin blok diagrami

Bu kablosuz iletişim aktarıcısının sistem modeli, transmitör devreleri, alıcı devreleri ve iletişim anteni içeriyor. Bu nakliyatçı kişisel iletişim ve kablosuz yerel alan ağzında kullanılabilir. Bu sistemde, dijital işleme bölümü genellikle dijital sinyali işlemek için, örnek almak, sıkıştırma, kodlama, etc., ve sonra A / D tarafından analog forma analog sinyal devre birimi olarak dönüştürücüsü üzerinde kullanılır.

Analog sinyal devresi iki parçaya bölüyor: gönderme parçası ve alıcı parçası.

Transfere bölümünün ana fonksiyonu şudur: D-A dönüşünden düşük frekans analog sinyal çıkışı ve yerel oscillatör tarafından sağlayan yüksek frekans taşıyıcısı karıştırıcıyla radyo frekans modülasyon sinyallerine dönüştürüler ve radyo frekans sinyalleri anten aracılığıyla uzaya yayılır. Alınma bölümünün ana fonksiyonu ise: uzay radyasyon sinyali antene tarafından alınan devre ile birleştirilir, alınan zayıf sinyali düşük sesli amplifikatörü tarafından genişletilir ve yerel oscilasyon sinyali, IF sinyal komponenti ile karıştırıcıdan oluşan sinyale dönüştürüler. Filterin fonksiyonu, sinyal verirse faydalı silmek, sonra A / D dönüştürücünü dijital sinyale dönüştürmek ve işleme için dijital işleme parçasını girmek.

Sonra, bir genel RF devresinin oluşturulması ve özellikleri, a blok diagram ında düşük gürültü amplifikatörü (LNA) için tartışılacak.

B figürü bu amplifikatörün rf devre tablosu diagram ını gösterir ve TriQuint şirketinin tga4506-ismini örnek olarak alır. İçeri sinyali eşleştirilen filtr a ğı üzerinden amplifikatör moduluna girdi. Genellikle, transistor'un ortak emir yapısı amplifikatör modulunda kullanılır, ve girdi impedance filtrün çıkış impedansı düşük ses amplifikatörünün önünde eşleşmelidir, böylece en iyi transmis gücü ve en az reflektör koefitörünü sağlamak için. Bu eşleşme RF devre tasarımı için gerekli. Ayrıca, LNA'nın çıkış engellemesi arka tarafta karıştırıcının girdi engellemesiyle eşleşmelidir. Bu, amplifikatörün çıkış sinyalinin karıştırıcıya tamamen ve yansıtmadan girmesini sağlayabilir. Bu eşleştirme ağları mikrostrip hatlardan ve bazen bağımsız pasif cihazlardan oluşur. Fakat yüksek frekanslardaki elektrik özellikleri düşük frekanslardan oldukça farklıdır. Mikrostrip çizgisinin aslında belli uzunluğu ve genişliği olan bir bakra çarpımı ve mikrostrip çizgisinin çarşaf direktörü, kapasitör ve induktör ile bağlantısı olduğunu da görülebilir.

B tga4506-sm PCB düzeni

Elektronik teorisinde, şu anda yönetici tarafından akıştığında, manyetik alan yöneticinin etrafında oluşturulacak; Elektromagnetik dalga diye adlandırılan alternatif akışı yöneticiden geçtiğinde, yöneticinin etrafında elektromagnet alanı oluşturulacak.

Elektromagnetik dalgasının frekansiyeti 100 kHz'den aşağı olduğunda, elektromagnētik dalgası yüzeyle sarılacak ve etkili transmisi oluşturamayacak. Fakat elektromagnetik dalgasının frekansiyeti 100kHz'den yüksek olduğunda, elektromagnet dalgası havada yayılır ve atmosferin dışındaki kısmından uzak uzak bir yayım yeteneğini oluşturmak için jonosferi tarafından refleks edebilir. Yüksek frekans elektromanyetik dalgasını radyo frekansı olarak uzak uzakta iletişim kapasitesi ile adlandırıyoruz. Yüksek frekans devreleri, basitçe pasif komponentler, aktif komponentler ve pasif ağlardan oluşur. Yüksek frekans devrelerinde kullanılan komponentlerin frekans özellikleri düşük frekans devrelerinden farklıdır. Yüksek frekans devrelerindeki pasyonel lineer komponentler genellikle dirençlidir (kapasitör), kapasitör (kapasitör) ve indukatör (kapasitör).

Elektronik teknoloji alanında, RF pcb'in özellikleri sıradan düşük frekans devre tahtasından farklıdır. Ana sebep şu ki devreyi yüksek frekans koşulları altında özellikler düşük frekans koşulları altında olanlardan farklıdır. Bu yüzden radyo frekans devresinin çalışma prensipini anlamak için radyo frekans devresinin teorisini kullanmalıyız. Yüksek frekanslarda, yol kapasitesi ve yoldan saptırılması devre üzerinde büyük etkisi var. Yönetici bağlantısında ve kendi komponentin içindeki kendi özelliğinde düzgün etkisi var. Devre yöneticileri arasında ve komponentler arasında doğru kapasitet var. Düşük frekans devrelerinde, bu yoldan çıkan parametreler devre performansına küçük etkisi vardır. Frekans arttığıyla, sapık parametrelerin etkisi daha da ciddidir. İlk VHF Band TV alıcılarında, yol kapasitesinin etkisi o kadar büyük ki artık fazla kapasitör eklemek gerekmiyor.

Ayrıca, RF devrelerinde deri etkisi var. Direkt akışın aksine, akışın DC durumunun altındaki tüm yöneticileri, yönetici yüzeyinde yüksek frekans üzerinde aklıyor. Sonuç olarak, yüksek frekans AC direniyeti DC direniyetinden daha büyük.

Yüksek frekans devre tahtasında başka bir sorun elektromagnetik radyasyonun etkisi. Frekans yükseldiğinde, devre dalga uzunluğu devre boyutu 12 ile karşılaştırılabilir. Bu zamanlar devreler, devreler ve dış ortamlar arasında farklı bir bağlantı etkisi olacak. Bu da birçok araya giriş sorunlarına yol açar. Bu problemler genellikle düşük frekanslarda önemsiz.

İletişim teknolojisinin geliştirilmesiyle, iletişim ekipmanların frekansı günlük artıyor. Radyo frekansiyeti (RF) ve mikro dalga (MW) devreleri iletişim sistemlerinde geniş kullanılır. Yüksek frekans devrelerin tasarımı endüstri tarafından özel dikkati verildi. Yeni yarı yönetici aygıtları yüksek hızlı dijital sistemleri ve yüksek frekans analog sistemleri genişletilmeye devam ediyor. Mikrodalgılık radyo frekanslarının (RFID) tanımlama sistemi 915MHz ve 2450MHz'dir; Küresel pozisyon sisteminin (GPS) taşıma frekansiyeti 1227.60mhz ve 1575.42MHz; kişisel iletişim sistemindeki RF devreleri 1.9GHz'de çalışır ve kişisel iletişim terminal'a daha küçük boyutlu integre edilebilir; 4GHz yüksek ilişim C-banda uydu yayınlama iletişim sistemi iletişim bağı ve 6GHz aşağı ilişim bağı içindedir. Genelde bu devrelerin operasyon frekansı 1GHz üzerinde ve iletişim teknolojisinin gelişmesi ile bu trende devam edecek. Ancak, DC ve düşük frekans devrelerinde kullanılmayan teorik bilgi ve pratik deneyimlere ihtiyacı yok.

RF PCB hattının rolü:

İşaret yönetimi:

Radyo frekansı devrelerinde sinyaller sık sık sık sık frekans menzili vardır. Yüzlerce kilohertz'den on gigahertz ve daha yüksek frekans grubuna uzanıyor. Bu yüksek frekans sinyalleri için RF PCB tahtası stabil bir transmis kanalı inşa etmek için. Etkileşimli ve düşük kaybı iletişimi sağlamak için tüm elektronik komponentlerdeki sinyal etkileşimli ve bozukluğu etkileşimli şekilde düşürmesini sağlayabilir. Örneğin, kablosuz iletişim sisteminde, RF PCB antene tarafından RF amplifikatörlerine, filtrelerine ve sonraki işlemler için yakalanmış zayıf RF sinyallerine sorumlu, sonra işlemli sinyalleri gelecek devre seviyesine gönderir, bu şekilde sinyalleri alıp yayılan fonksiyonu başarmak için.

2.Etkileyici Adaptasyon:

RF devrelerinde, impedance uygulaması önemli bir pozisyon alır. Çeşitli elektronik komponentler ve devre modullarının farklı girdi ve çıkış impedans değerleri vardır ki, maksimum güç aktarımı ve sinyal refleksiyonunu azaltmak için, RF PCB devre masası tasarımının yardımıyla impedans uygulaması gerçekleştirilmeli. RF PCB devre tahtaları çizginin boyutlu parametrelerinden (genişliğin, kalınlığın, uzay, etc.) ve mikrostrup çizgileri, birleştiriciler gibi özel impedans uygulama komponentlerinin kullanımını uygulayabilir. Örneğin, bir RF enerji amplifikatörünün çıkış limanında, çıkış impedansı antenin giriş impedansına uygulanması gerekiyor ki, enerji transmisi etkinliğini geliştirmek için.

3.Elektromagnetik koruması:

RF sinyallerin yüksek frekanslarına göre, dış elektromagnetik araştırmalarından acı çekmek kolay. RF PCB devre tahtalarını korumak, temel tasarım ve diğer stratejiler kullanarak RF devrelerin adverse etkilerini zayıflatmak için dış elektromagnet etkisini zayıflatmak için kullanabilir. Güvenlik katı etkili bir barrier rolü oynayabilir,dışarıdaki elektromagnet radyasyonu izole eder,RF sinyal sızdırmasından kaçırmak için,bu yüzden RF devrelerinin karşılaşma etkinliğini arttırabilir. Ayrıca, yüksek kaliteli temel tasarımı, RF devresinin toprak potansiyel gürültüsünü azaltmaya yardım ediyor, bu da sinyalin kalitesini geliştirir.

4.Dönüş integrasyonu:

RF PCB, RF devrelerinin miniaturizi ve integrasyonu sağlamak için birkaç RF elektronik komponenti bir tahtada birleştirebilir. Akıllı bir düzenle ve tasarımla, RF amplifikatörü. Filtre. Karıştırıcı. Oscillator ve diğer komponentler, RF PCB devre tahtasında birleştirilmiş, devre boyutunu ve ağırlığını azaltır, sistemin güveniliğini ve stabilliğini geliştirir. Örneğin, akıllı telefonlarda ve diğer mobil cihazlarda, RF PCB devre tahtaları kablosuz iletişim sağlamak için birçok RF modüllerini birleştir. Bluetooth, GPS ve diğer fonksiyonlar.