Microwave Teknolojisi - RF devresinin boyutunu azaltmak için sağ devre masalını seçin

RF devresinin boyutunu azaltmak için sağ devre masalını seçin

Elektronik aygıtların hareket ve taşınabililiğinin arttırma talebi ile devrelerin miniaturasyonu daha önemli hale getiriyor. Elektronik ürünleri tasarlamaya başlamadan önce, uygun bir devre tahtası maddelerini seçmek daha küçük RF ve mikrodalga devre tahtasını tasarlamaya yardım edecek. Verilen bir frekans menzili için, daha yüksek bir dielektrik constant (Dk) ile devre masalı kullanımı genelde devre dizayn boyutunu ve yapısını daha küçük yapar. Fakat daha yüksek Dk değerinde plakaların kullanımı devre girişimin kaybını arttıracak ve devre başka parçalarının performansını da azaltabilir. Aynı zamanda devre tahtasının Dk değeri de devreğin indeks parametrelerini etkileyecek, yani radyasyon kaybı, dağıtım, bağlama ve bunlar gibi.

Verilen bir frekans için, ortamdaki dalga uzunluğu devre masalı Dk'in arttırılmasıyla, devre masasında Dk değerinden daha yüksek bir devre masasında tasarlanmış devre boyutunu düşürecek. Dk değerinde devre boyutu tasarlanmış maddeler daha küçük. Ayrıca, Dk değerleri olan devre tahtası maddeleri de bu maddelerden geçen elektromagnetik dalgaların (EM) faz hızını azaltır. Devre masalının Dk genelde 10 GHz'deki materyalin z-aksi yönünde ölçülü bir değerdir. Komerci devre masalı maddelerin z-aksi Dk değeri 10 (ya da daha yüksek) ya da 2 kadar düşük olabilir (hava Dk 1 ile karşılaştırıldı). Fakat objektif olarak konuşuyor, ama genellikle 6 ya da yüksek Dk değerinde yüksek dielektrik sabit çarşaf olarak kabul edilebilir.

Dk değerinde devre tahtasından yapılmış iletişim satırı daha hızlı bir faz hızlıdır. Fazla hassas devrelerin miniaturizi (fırsatlı seri antenelerin gibi), Dk'in etkisi düşünmeli. Ayrıca, Dk değerinde yüksek bir devre tahtası maddeleri Dk değerinde devre tahtası maddelerinden daha yüksek dağıtımı gösteriyor. Daha yüksek Dk değerleri olan devre tahtası materyalleri genelde daha yüksek bağlantı koefitörlerine ihtiyacı olan yön bağlantı ve diğer devrelerde kullanılır.

Dk konusunda devre tahtası maddeleri genellikle anisotropik. Üç kattaki materyallerin Dk değerleri farklı olsa da, insanlar genellikle z aksi yönündeki materyalin Dk değerine dayalı karşılaştırmak için kullanılır. Dk değerleri y üksek maddeler için, z-aksi ve devreğin x-y uçağı arasındaki Dk'in farkı sık sık sık Dk değerleri altındaki materyallerden daha büyükdür. Dk değerleri devre masalının üç boyutlarında materyal üzerinde yapılmış mikrostrip çizgisinin (mikrostrip çizgisinin) performansını birlikte belirleyecek. Yüksek frekans devre tahtası için genellikle devre tahtası maddelerinin aniotropisini Dk olarak düşünmek gerekmez, fakat anisotropi, özellikle xy uçağının Dk değeri ve z aksinin Dk değeri çok farklı olduğunda, bazı potansiyel bilinmeyen sorunları getirir. Bu fark, sınır paralel bağlantı devresinde beklenmeyen sorunlara sebep olabilir çünkü bağlantı x-y uçağındaki Dk değerinden çok bağlı.

Döngü küçültürlemeye çalıştığımda, devre tahtasının kalıntısını azaltmak en kolay yolu, ama devre tahtasının kalıntısı yüksek frekans devresinin çoklu göstergelerinin performansını etkileyecek. Yüksek frekans devrelerinin radyasyon kaybı frekans ile artırmasına rağmen, kalın devre tahtası maddeleri de aynı Dk değerinde daha ince devre tahtası maddelerinden daha yüksek radyasyon kaybını gösterecektir. Verilen devre düzeni ve tasarımı için Dk seçimi de radyasyon kaybının boyutuna etkileyecek, çünkü devre tahtası maddelerinin daha yüksek Dk değeri olan devre tahtası maddelerinden daha düşük Dk değeri olan devre tahtası maddelerinden daha düşük.

Resonans veya yoldan araştırmalarına sebep olabilen devreler için (örneğin, çokatı PCB'deki devreler arasında), daha ince devre masalı kullanmak yararlı. Resonans düzeyi genellikle devredeki transmit çizgisinin türüne bağlı. Örneğin, mikrostrip iletişim hatları genellikle RF/mikrodalga iletişim hatlarının diğer türlerinden rezonans ve propagasyon sorunlarına daha fazla mantıklı (strip hatları, koplanar dalga rehberleri CPW transmit hatları gibi). Daha fazla devre tablosu materyalleri, radyasyon kaybını ve yayılma hattı propagasyonu sorunlarını sınırlarken PCB boyutunu azaltmaya yardım edebilirler, rezonans ve modülasyon gibi. Genel mühendislik deneyimi devre tahtasının en yüksek operasyon frekansından dört dalga uzunluğundan daha az bir devre tahtasını kullanmak. Fakat daha güvenli bir yöntem, kalınlığına göre en yüksek operasyon frekansiyonunun sekizinci dalga uzunluğundan daha az bir devre tahtası materyalini seçmek.

Bir iletişim hatının genişliği (mikrostrip hatı gibi) devre masalının kalıntısına bağlı olacak (devre laminatı ya da hazırlama maddeleri gibi). Daha kalın substratları olan döngüler, yönetici kaybını azaltıp devreyi kaybedebilecek yönetici genişliğini genişletir. Ancak bu durumda, bazı elektromagnetik dalga propagasyonu sorunları olabilir. Yüksek frekans tahtası için uygun devre tahtasının kalıntısını seçmek için genellikle yönetici genişliğinin en yüksek operasyon frekansının sekizinci dalga uzunluğundan daha az olması gerekir. Çünkü Dk devre masalında tasarlanmış yöneticinin genişliğini belirlemekte önemli bir rol oynuyor. Çünkü Dk devre masalında aynı boyutlu yöneticinin düşük Dk maddelerindeki aynı devrelerden daha düşük bir impedans vardır. Bu nedenle devreleri 50Ωnin özellikle engellenmesi için devre tahtasında daha yüksek Dk değeriyle tasarlanmış devre daha kısa olacak.

Akıllı seçim

Dk değerleri ile devre kullanarak devre tasarımı yaptığında, birçok ticaret kağıtları düşünmeli. Yüksek Dk devre masallarının kullanımı sadece devre boyutunu azaltmaz, ancak yüksek Dk ve düşük Dk devre masallarını birleştirerek yüksek performans miniaturiz devreleri de fark eder. Örneğin, bir rezonant birimden oluşan bir grup geçiş filtrü, boyutları devre masalının Dk'e bağlı. Her filtr birimi arasındaki uzaklaşma yüzünden devre masalı Dk tarafından etkilenen devredeki bağlantı gücü kararlanır. Yüksek Dk ile devre tahtası maddeleri daha güçlü bir bağlantı sağlar ve filtr rezonant birimleri arasında daha fazla uzay sağlar.

Dk değerleriyle devre tahtası maddelerini kullanmanın avantajlarını doğrulamak için (farklı Dk değerleriyle birleştirmek için kompozit bir komponente), yüksek Dk ve düşük Dk devre tahtasının kompozit maddelerinde bir grup pasası filtrü tasarlandı. Bu filtrede kullanılan yüksek Dk materyali RT/duroid ® 6010.2LM devre laminatı 10.7 değerinde; bu filtrede kullanılan yüksek Dk materyali RT/duroid® 6010.2LM devre laminatı; ve kullanılan düşük Dk materyali 2.9 Dk değerinde 2929 hazırlanmıştır. İki materyal de Rogers Şirketi'nden. DK değerleri ile devre tahtası maddeleri devre performansında farklılıkları getireceğinden dolayı bilgisayar simülasyonu modelleme aracılığıyla iki farklı materyal kalınlığının gerekli ilişkisini belirlemek için gerekiyor. Bu modelleme metodu mükemmel bir kompozit filtrü tasarlamamıza yardım edebilir. Deneysel sonuçlar, kompozit materyaller tarafından tasarlanmış filtrün ölçüsü sadece bir yüksek Dk materyal üzerinde olmadığını gösteriyor, fakat de elektrik performansını geliştirdi. Örneğin, yüksek sıralar harmonik rezonans önemli olarak azaldı ve filtrün duran grubun özellikleri de önemli geliştirildi. Araştırmalar devrede bir devre tahtasından fazla maddeleri kullanarak devre miniaturasyonu genelde performans kurban vermeden mümkün olduğunu gösterdi.