Projekt śledzenia RF 50 omów dla 2,4 GHz… Dwuwarstwowa płytka FR-4

9

W nowym projekcie użyję transceivera 2,4 GHz. Materiałem PCB będzie FR-4 o grubości 1,6 mm, a złącze to SMA. Moje wątpliwości dotyczą śladu RF, który powinien mieć impedancję 50 omów. Używając AppCAD 4.0, wprowadzając parametry pokazane poniżej, mam wynik 50 omów dla szerokości = 45 mil i przerwy = 8 mil od śledzenia RF do GND. Również uzyskałem prawie taki sam wynik na kalkulatorze online. Czy te kombinacje (45/8 mil) wyglądają dla Ciebie dobrze?

Co jeszcze mogę zrobić, aby poprawić swój układ? Pozdrowienia.

AppCad dolna warstwa najwyższa warstwa wprowadź opis zdjęcia tutaj

przejrzysty widok: przejrzysty widok

edycja: to mój ostateczny układ ... wprowadź opis zdjęcia tutaj

edycja: nowsza ... wprowadź opis zdjęcia tutaj

abomin3v3l
źródło
Zgadzam się z @Elmardus, staraj się unikać ulgi cieplnej na kołkach uziemiających.
aparna

Odpowiedzi:

9

Twoje obliczenia sprawdzają podane wartości, ale pamiętaj, że stała dielektryczna FR-4 nie jest ściśle kontrolowana i może wynosić od 4,35 do 4,7 między producentami [1]. Ponieważ długość śledzenia jest bardzo krótka, ta odmiana nie będzie miała dużego wpływu (możesz wypróbować wartości w kalkulatorze). Do bardziej wymagających zastosowań dostępne są specjalne materiały PCB o wysokiej częstotliwości (na przykład: Rogers RO4000 [2]), jednak ich produkcja jest znacznie droższa.

Korzystne może być wyłączenie termiki wokół otworów styków GND złącza RF. Dzięki solidnemu połączeniu z masą zmniejszasz indukcyjność pasożytniczą na ścieżce prądu powrotnego, co poprawi integralność sygnału.

Jeśli używasz falowodu współpłaszczyznowego, miedź wylewa się poniżej i po bokach przewodnika musi być ściśle ze sobą powiązana. Oznacza to umieszczenie przelotek w celu „zszycia” górnej i dolnej płaszczyzny razem, po obu stronach przewodnika, aby otoczyć go uziemieniem. Jest to omówione w [3].

Zalecana odległość szycia między przelotkami powinna wynosić co najwyżej λ / 4, przy czym λ / 10 jest optymalna. Dla 2,4 GHz daje to dystans przelotowy maksymalnie 3,12 cm, przy zalecanym 1,25 cm. Tak więc dla dłuższych ścieżek i wyższych częstotliwości szycie staje się ważniejsze niż w tym przypadku przy bardzo krótkiej długości ścieżek.

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/FR-4 patrz: stała przenikalność dielektryczna

[2] https://www.rogerscorp.com/documents/726/acs/RO4000-LaminatesData-sheet.pdf

[3] Wybierz rozmiar przelotu do ekranowania i szycia

Elmardus
źródło
Kiedy mówisz: „Korzystne może być wyłączenie termiki wokół otworów styków GND złącza RF. Dzięki solidnemu połączeniu z ziemią zmniejszasz indukcyjność pasożytniczą na ścieżce prądu powrotnego, co poprawi integralność sygnału.”, chciałeś powiedzieć, aby użyć bezpośredniego połączenia SMA z ziemią zamiast odciążenia termicznego, prawda? Dodam też więcej przelotek. Dzięki za odpowiedź
abomin3v3l,
1
Tak, dokładnie. Odciążenie termiczne może nieco ułatwić lutowanie, szczególnie jeśli masz dużą płaszczyznę uziemienia podłączoną do trzpienia i / lub słabo lutowaną lutownicę. Jeśli jednak można uniknąć stosowania ulg termicznych i zamiast tego zastosować bezpośrednie połączenie uziemienia, można poprawić integralność sygnału i wydajność EMC obwodu. Przy wyższych częstotliwościach (> 10 GHz) może być konieczne zastosowanie bezpośrednich połączeń zamiast odciążenia cieplnego, ponieważ „szprychy” łączące się z przelotkami mają wysoką indukcyjność, co uniemożliwia im przewodzenie wysokich częstotliwości, a tym samym czyni ich bezużytecznymi.
Elmardus,
Ok, dziękuję za uwagę. Zastosuję to do układu.
abomin3v3l
6

dla tego krótkiego dystansu (poniżej 1/8 długości fali) wymagania impedancji stają się znacznie luźniejsze, więc na tej podstawie jest bardziej niż odpowiednie i zgadza się z moim własnym kalkulatorem.

Jeśli chodzi o układ, nie mogę go szczególnie winić, utrzymujesz dobrą separację między nim a innymi pobliskimi sygnałami, masz przelotki tuż obok masy sygnałowej, więc prąd powrotny na płaszczyźnie po przeciwnej stronie nie ma dużego objazdu , masz dobrze i naprawdę strzelbę strzelającą do swojej planszy za pomocą przelotek płaszczyzny podłoża.

Jedyne, z czym się zmagam, to dostrzeganie, gdzie jest kondensator odsprzęgający, w tym przypadku zaślepka odsprzęgająca powinna znajdować się jak najbliżej pinów, jak możesz, najlepiej po tej samej stronie co układ, ze śladami po tej samej stronie płytki. Jeśli jest to para na środku po lewej, minimalnie obróciłbym się wokół dolnej i ewentualnie przesunąłem je trochę, aby ich połączenia były jak najkrótsze z układem.

Przekieruj
źródło
Więc kombinacja 45mils / 8mils wygląda dla Ciebie dobrze? I dobrze, postaram się umieścić kondensatory bliżej układu. Dzięki
abomin3v3l,
1
Zestaw narzędzi Saturn PCB oferuje 50,5 omów dla bieżącego odstępu, 48/8 jest martwy na pieniądze, ale jest już w granicach błędu, więc nie powinieneś go zmieniać.
Przełożenie
4

Do tego, co powiedzieli inni, dodam:

  • Prawdopodobnie nie chcesz, aby ziemia wypełniła się między padem kondensatora blokującego napięcie stałe. Prawdopodobnie doprowadzi to do nadmiaru pojemności do ziemi i zmniejszy straty powrotne na wejściu RF.

  • Możesz przesunąć złącze RF nieco dalej, aby kondensator blokujący nie musiał znajdować się bezpośrednio pod nim. Potrzebujesz dość miejsca wokół nóg uziemienia złącza, aby umożliwić lutowanie falami selektywnymi lub dotarcie tam dużego tłustego żelaza (tym bardziej, że usunąłeś już ulgę termiczną).

The Photon
źródło
dziękuję za uwagę. Usunąłem miedź między pady kondensatora, ale nie mogę bardziej zwiększyć rozmiaru płytki. nowy ostatni układ w edycji
abomin3v3l