Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Bằng cách tập trung vào các đặc tính nổi bật của tần số vô tuyến, bao gồm dịch chuyển pha, điện kháng, tiêu tán, nhiễu, bức xạ, phản xạ và phi tuyến, một cơ sở nhất quán của các định nghĩa bao gồm nhiều ý nghĩa có thể được thiết lập. 1 Cơ sở này đại diện cho một định nghĩa bao gồm tất cả hiện đại không dựa vào một khía cạnh hoặc giá trị cụ thể để phân biệt RF với các thuật ngữ khác. Thuật ngữ RF áp dụng cho bất kỳ mạch hoặc thành phần nào có các đặc điểm tạo nên định nghĩa đó.
Chúng tôi đã thiết lập bối cảnh cho cuộc thảo luận và bây giờ chúng tôi có thể bắt đầu đi vào chủ đề và phân tích chuỗi tín hiệu RF chung. Trong đó, mô hình mạch phân tán được sử dụng để phản ánh sự dịch chuyển pha trong mạch. Độ lệch này không thể bỏ qua ở bước sóng RF ngắn hơn. Do đó, đại diện gần đúng của tổng mạch PCB được thiết lập không phù hợp với các loại hệ thống này. Chuỗi tín hiệu RF có thể bao gồm các thành phần tách khác nhau, chẳng hạn như bộ suy giảm, công tắc, bộ khuếch đại, bộ dò, bộ tổng hợp và các thiết bị tương tự RF khác, cũng như PCB và DAC tốc độ cao. Kết hợp tất cả các thành phần này cho một ứng dụng cụ thể, hiệu suất danh nghĩa tổng thể sẽ phụ thuộc vào hiệu suất kết hợp của các thành phần rời rạc này.
Do đó, để thiết kế một hệ thống cụ thể có thể đáp ứng các ứng dụng mục tiêu, các kỹ sư hệ thống tần số vô tuyến phải thực sự có thể suy nghĩ về nó từ cấp độ hệ thống và có sự hiểu biết nhất quán về các khái niệm và nguyên tắc chính cơ bản. Những kiến thức này rất quan trọng. Vì lý do này, chúng tôi đã viết bài thảo luận này và nó bao gồm hai phần. Mục tiêu của phần đầu tiên là tóm tắt các đặc điểm và chỉ số chính được sử dụng để xác định các đặc tính của thiết bị RF và định lượng hiệu suất của chúng. Mục tiêu của phần thứ hai là cung cấp một cái nhìn sâu sắc về các thành phần riêng biệt khác nhau và các loại của chuỗi tín hiệu RF có thể được sử dụng để phát triển các ứng dụng mong muốn. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào phần đầu tiên và xem xét các tính năng chính và các chỉ số hiệu suất liên quan đến hệ thống RF.
rf bảng PCB
1. Giới thiệu thuật ngữ RF Sau đây là các thông số khác nhau hiện đang được sử dụng để mô tả các đặc tính của toàn bộ hệ thống RF và mô-đun rời rạc của nó. Tùy thuộc vào ứng dụng hoặc trường hợp sử dụng, một số tính năng này có thể rất quan trọng trong khi những tính năng khác ít quan trọng hoặc không liên quan. Chỉ riêng bài viết này, chắc chắn không thể có một phân tích toàn diện về một chủ đề phức tạp như vậy. Tuy nhiên, chúng tôi sẽ cố gắng làm theo một ý tưởng chung về việc dịch một loạt các nội dung liên quan phức tạp thành một hướng dẫn cân bằng, dễ hiểu về các tính năng và đặc điểm của hệ thống RF, do đó tóm tắt ngắn gọn và toàn diện các hiệu suất RF phổ biến nhất.
Trong trường hợp kết nối mạng, S21 tương đương với hệ số truyền từ cổng 1 đến cổng 2 (S12 cũng có thể được xác định theo cách tương tự). Biên độ | S21 | được biểu thị bằng thang logarit cho tỷ lệ công suất đầu ra so với công suất đầu vào, được gọi là độ lợi hoặc độ lợi logarit vô hướng. Tham số này là một chỉ số quan trọng cho bộ khuếch đại và các hệ thống RF khác và cũng có thể lấy giá trị âm. Độ lợi âm biểu thị sự mất mát vốn có hoặc mất mát không phù hợp, thường được biểu thị bằng cách đếm ngược của nó, đó là mất chèn (IL), một chỉ số điển hình của bộ suy hao và bộ lọc.
Nếu bây giờ chúng ta xem xét các sóng tới và phản xạ của cùng một cổng, chúng ta có thể định nghĩa S11 và S22 như trong hình 2. Khi các cổng khác kết thúc để phù hợp với tải, các mục này tương đương với Reflection Factor | Isla | của cổng tương ứng. Theo Công thức 1, chúng ta có thể liên kết kích thước của Reflection Factor với Return Loss (RL):
Mất mát trở lại đề cập đến tỷ lệ công suất tới của cổng so với công suất phản xạ của nguồn. Dựa trên các cổng mà chúng ta sử dụng để ước tính tỷ lệ này, chúng ta có thể phân biệt giữa tổn thất trở lại đầu vào và đầu ra. Mất mát trở lại luôn là một giá trị không âm, cho biết trở kháng đầu vào hoặc đầu ra của mạng phù hợp với trở kháng của cổng đối với nguồn điện. Cần lưu ý rằng mối quan hệ đơn giản này giữa IL và RL và các đối số S chỉ hoạt động nếu tất cả các cổng khớp với nhau. Đây là điều kiện tiên quyết để xác định ma trận S của chính mạng. Nếu mạng không khớp, nó sẽ không thay đổi tham số S vốn có của nó, nhưng nó có thể thay đổi hệ số phản xạ của các cổng và hệ số truyền giữa các cổng.
2. Dải tần số và băng thông Tất cả các đại lượng cơ bản mà chúng tôi mô tả liên tục thay đổi trong dải tần số, đây là đặc điểm cơ bản chung của tất cả các hệ thống RF. Nó xác định dải tần số được hỗ trợ bởi các hệ thống này và cung cấp cho chúng tôi băng thông đo lường hiệu suất quan trọng hơn (BW).
Phi tuyến tính
Điều quan trọng cần lưu ý là các đặc tính của hệ thống RF sẽ thay đổi không chỉ với tần số mà còn với mức công suất tín hiệu. Các tính chất cơ bản mà chúng tôi mô tả ở đầu bài viết này thường được biểu diễn bằng các tham số tín hiệu S nhỏ, bất kể hiệu ứng phi tuyến. Tuy nhiên, thông thường, việc tăng mức năng lượng liên tục thông qua các mạng tần số vô tuyến thường mang lại hiệu ứng phi tuyến rõ rệt hơn và cuối cùng dẫn đến hiệu suất giảm.
Khi chúng ta nói về các hệ thống hoặc thành phần RF có tuyến tính tốt, chúng ta thường đề cập đến các chỉ số chính được sử dụng để mô tả hiệu suất phi tuyến của chúng đáp ứng các yêu cầu ứng dụng mục tiêu. Chúng ta hãy xem xét các chỉ số chính thường được sử dụng để định lượng hành vi phi tuyến của các hệ thống RF.
Tham số đầu tiên chúng ta cần xem xét là đầu ra 1dB Compression Point (OP1dB), xác định điểm uốn trong đó các thiết bị chung chuyển từ chế độ tuyến tính sang chế độ phi tuyến tính, tức là mức công suất đầu ra khi độ lợi của hệ thống giảm 1dB. Đây là đặc tính cơ bản của bộ khuếch đại công suất được sử dụng để thiết lập mức hoạt động của thiết bị theo mức bão hòa được xác định bởi công suất đầu ra gần bão hòa (PSAT). Bộ khuếch đại công suất thường nằm ở giai đoạn cuối của chuỗi tín hiệu, vì vậy các thông số này thường xác định phạm vi công suất đầu ra của hệ thống RF.
Một khi hệ thống ở chế độ phi tuyến tính, nó sẽ làm biến dạng tín hiệu và tạo ra các thành phần tần số đi lạc hoặc đi lạc. Sự phân tán được đo tương đối với mức tín hiệu sóng mang (dBc) và có thể được chia thành các sản phẩm hài hòa và điều chế (xem Hình 3). Một sóng hài là một tín hiệu của một số nguyên của tần số cơ bản (ví dụ: sóng hài H1, H2, H3), và sản phẩm điều chế là một tín hiệu xuất hiện khi có hai hoặc nhiều tín hiệu cơ bản trong một hệ thống phi tuyến. Nếu tín hiệu sóng cơ bản đầu tiên ở tần số f1 và tín hiệu sóng cơ bản thứ hai ở tần số f2, sản phẩm tương điều bậc hai xuất hiện ở các vị trí tổng tần số và chênh lệch của hai tín hiệu, f1+f2 và f2âf1, cũng như f1+f1 và f2+f2 (sau này còn được gọi là sóng hài H2). Sự kết hợp của sản phẩm điều chế bậc hai và tín hiệu sóng cơ bản tạo ra sản phẩm điều chế bậc ba, hai trong số đó (2f1af2 và 2f2af1) đặc biệt quan trọng vì chúng gần với tín hiệu ban đầu và do đó rất khó lọc. Phổ đầu ra của các hệ thống RF phi tuyến có chứa các thành phần tần số đi lạc là viết tắt của Intermodulation Distortion (IMD), một thuật ngữ quan trọng để mô tả tính phi tuyến của hệ thống. 2.
Các thành phần đi lạc liên quan đến biến dạng điều chế bậc hai (IMD2) và biến dạng điều chế bậc ba (IMD3) gây nhiễu tín hiệu mục tiêu. Một chỉ số quan trọng được sử dụng để định lượng mức độ nghiêm trọng của nhiễu là điểm điều chế lẫn nhau (IP). Chúng ta có thể phân biệt các điểm tương điều bậc hai (IP2) và bậc ba (IP3). Như thể hiện trong hình 4, chúng xác định các điểm giả định cho mức công suất tín hiệu đầu vào (IIP2, IIP3) và đầu ra (OIP2, OIP3). Tại các điểm này, công suất của thành phần đi lạc tương ứng sẽ đạt đến mức tương tự như thành phần cơ bản. Phẳng Mặc dù điểm điều chế là một khái niệm toán học thuần túy, nhưng nó là một thước đo quan trọng về khả năng chịu đựng phi tuyến của các hệ thống tần số vô tuyến.
Bây giờ chúng ta hãy xem xét một tính năng quan trọng khác vốn có trong tiếng ồn của mỗi hệ thống RF. Tiếng ồn đề cập đến sự dao động của tín hiệu điện và chứa nhiều khía cạnh khác nhau. Tùy thuộc vào phổ của nó, cách nó ảnh hưởng đến tín hiệu và cơ chế tạo ra nó, tiếng ồn có thể được chia thành nhiều loại và dạng khác nhau. Tuy nhiên, mặc dù có nhiều nguồn tiếng ồn khác nhau, chúng ta không cần phải đi sâu vào các đặc tính vật lý của chúng để mô tả tác động cuối cùng của chúng đối với hiệu suất của hệ thống. Chúng ta có thể tiến hành nghiên cứu dựa trên mô hình tiếng ồn hệ thống đơn giản, sử dụng một máy tạo tiếng ồn lý thuyết duy nhất và được mô tả bởi các chỉ số quan trọng (NF) của hệ số tiếng ồn. Nó có thể định lượng việc giảm tỷ lệ tín hiệu nhiễu (SNR) do hệ thống gây ra, được định nghĩa là tỷ lệ logarit của tỷ lệ tín hiệu nhiễu đầu ra so với tỷ lệ tín hiệu nhiễu đầu vào. Hệ số tiếng ồn được biểu diễn ở quy mô tuyến tính được gọi là hệ số tiếng ồn. Đây là tính năng chính của hệ thống RF và có thể kiểm soát hiệu suất tổng thể của nó.
Đối với các thiết bị thụ động tuyến tính đơn giản, hệ số nhiễu bằng với tổn thất chèn được xác định bởi |S21|. Trong các hệ thống RF phức tạp hơn bao gồm nhiều yếu tố hoạt động và thụ động, tiếng ồn được mô tả bởi các yếu tố tiếng ồn tương ứng, Fi và tăng công suất Gi. Theo công thức Friis (giả sử kết hợp trở kháng ở mỗi giai đoạn), ảnh hưởng của tiếng ồn là tín hiệu giảm dần trong chuỗi:
Có thể kết luận rằng hai giai đoạn đầu tiên của chuỗi tín hiệu RF là nguồn chính của hệ số tiếng ồn tổng thể của hệ thống. Đó là lý do tại sao các thành phần có hệ số tiếng ồn thấp nhất, chẳng hạn như bộ khuếch đại tiếng ồn thấp, được đặt ở đầu phía trước của chuỗi tín hiệu nhận.
Nếu bây giờ chúng ta xem xét một thiết bị hoặc hệ thống chuyên dụng tạo ra tín hiệu, khi nói đến các đặc tính hiệu suất nhiễu của nó, nó thường đề cập đến các đặc tính tín hiệu bị ảnh hưởng bởi nguồn nhiễu. Những đặc điểm này là rung pha và nhiễu pha, được sử dụng để biểu thị sự ổn định tín hiệu trong miền thời gian (rung) và miền tần số (nhiễu pha). Sự lựa chọn cụ thể thường phụ thuộc vào ứng dụng. Ví dụ, trong các ứng dụng truyền thông RF, tiếng ồn pha thường được sử dụng, trong khi trong các hệ thống kỹ thuật số, rung lắc thường được sử dụng. Rung pha đề cập đến những dao động nhỏ trong pha của tín hiệu, với nhiễu pha là biểu diễn phổ của nó. Nó được định nghĩa là công suất nhiễu trong băng thông 1Hz được bù đắp bởi các tần số khác nhau so với tần số sóng mang. Nghĩ rằng sức mạnh được cân bằng trong băng thông này (trong ngắn hạn) chúng ta có thể sử dụng các đặc điểm khác nhau và các chỉ số hiệu suất để mô tả chuỗi tín hiệu RF. Chúng liên quan đến các khía cạnh hệ thống khác nhau, tầm quan trọng và mức độ liên quan của chúng có thể khác nhau tùy theo ứng dụng. Mặc dù chúng ta không thể giải thích đầy đủ tất cả các yếu tố này trong một bài viết, các kỹ sư RF có thể dễ dàng chuyển thành các ứng dụng nhắm mục tiêu như radar, thông tin liên lạc, đo lường hoặc các hệ thống RF khác nếu họ có thể hiểu sâu hơn về các đặc điểm cơ bản được thảo luận trong bài viết này. Các yêu cầu chính và thông số kỹ thuật. ADI đáp ứng một loạt các yêu cầu ứng dụng RF khắt khe nhờ danh mục đầu tư rộng rãi của ngành công nghiệp về các giải pháp RF, vi sóng và sóng milimet, cũng như chuyên môn thiết kế hệ thống sâu. Từ ăng-ten đến bit, các giải pháp ADI rời rạc và tích hợp đầy đủ này giúp mở toàn bộ phổ tần từ DC đến hơn 100 GHz và cung cấp hiệu suất vượt trội hỗ trợ truyền thông, thiết bị kiểm tra và đo lường, công nghiệp, hàng không vũ trụ. Một loạt các thiết kế RF và vi sóng có sẵn cho quốc phòng và các ứng dụng khác.
