Liy Transmisyon ak RF

Lavi reyèl siyal RF
High-frekans interconnexions mande pou konsiderasyon espesyal paske yo souvan konpòte yo pa tankou fil òdinè, men pito kòm liy transmisyon.

Nan sistèm ba-frekans, konpozan yo ki konekte ak fil oswa tras PCB. Rezistans nan eleman sa yo kondiktè se ba ase yo dwe neglijab nan pifò sitiyasyon yo.

Aspè sa a nan konsepsyon sikwi ak analiz chanje dramatikman kòm frekans ogmante. Siyal RF pa vwayaje ansanm fil oswa PCB tras nan mòd la dwat ke nou espere ki baze sou eksperyans nou yo ak sikui ba-frekans.

Liy Transmisyon an
Konpòtman nan interconnexions RF trè diferan de sa ki nan fil òdinè pote siyal ba-frekans-tèlman diferan, an reyalite, ke yo itilize tèminoloji adisyonèl: yon liy transmisyon se yon kab (oswa tou senpleman yon pè kondiktè) ki dwe analize dapre karakteristik sa yo nan-wo frekans siyal pwopagasyon.

Premyèman, an nou klarifye de bagay sa yo:
Kab vs tras
"Kab" se yon mo pratik men enpresen nan kontèks sa a. Kab la kowaksyal se sètènman yon egzanp klasik nan yon liy transmisyon, men tras PCB tou fonksyone kòm liy transmisyon. Liy transmisyon "microstrip" la konsiste de yon tras ak yon plan tè ki tou pre, jan sa a:

Liy lan transmisyon "stripline" konsiste de yon tras PCB ak de avyon tè:




Liy transmisyon PCB enpòtan sitou paske karakteristik yo kontwole dirèkteman pa designer la. Lè nou achte yon kab, pwopriyete fizik li yo fiks; nou tou senpleman ranmase enfòmasyon ki nesesè soti nan fich la. Lè w ap mete deyò yon PCB RF, nou ka fasilize Customize dimansyon yo — e konsa karakteristik elektrik yo — liy transmisyon an selon bezwen aplikasyon an.

Kritè pou Liy Transmisyon an
Se pa tout koneksyon segondè-frekans se yon liy transmisyon; tèm sa a refere prensipalman a entèraksyon elektrik ant siyal ak kab, pa frekans siyal la oubyen karakteristik fizik kab la. Se konsa, lè nou bezwen enkòpore efè transmisyon-liy nan analiz nou an?

Lide jeneral la se ke efè transmisyon-liy vin enpòtan lè longè liy lan se konparab ak oswa pi plis pase longèdonn siyal la. Yon gid plis espesifik se yon sèl-katriyèm nan longèdonn lan:

* Si konekte longè a mwens pase yon katriyèm nan longèdonn siyal la, analiz transmisyon-liy pa nesesè. Done nan tèt li pa afekte siyifikativman konpòtman elektrik kous la.

* Si longè a D pi gran pase yon katriyèm nan longèdonn siyal la, efè transmisyon-liy vin enpòtan, ak enfliyans nan D nan tèt li dwe pran an kont.

Sonje ke longèdonn egal a vitès pwopagasyon divize pa frekans:

Si nou sipoze yon vitès pwopagasyon 0.7 fwa vitès limyè a, nou gen longèdonn swivan yo:


 

Limit yo ki koresponn transmisyon-liy yo se sa ki annapre yo:


 

Se konsa, pou frekans trè ba, transmisyon-liy efè yo neglijab. Pou medyòm frekans, se sèlman câbles trè long mande pou konsiderasyon espesyal. Sepandan, nan 1 GHz anpil tras PCB dwe trete kòm liy transmisyon, epi kòm frekans monte nan dè dizèn de gigahertz, liy transmisyon vin omniprésente.

Karakteristik enpedans
Pwopriyete ki pi enpòtan nan yon liy transmisyon se enpedans nan karakteristik (deziye pa Z0). An jeneral sa a se yon konsèp jistis senp, men okòmansman li ka lakòz konfizyon.

Premyèman, yon nòt sou tèminoloji: "Rezistans" refere a opozisyon a nenpòt ki koule aktyèl; li pa depann sou frekans. "Enpedans" yo itilize nan yon kontèks sikui AC epi souvan refere a yon rezistans frekans-depandan. Sepandan, nou pafwa itilize “enpedans” kote “rezistans” teyorikman ta pi apwopriye; pou egzanp, nou ta ka al gade nan "enpasans lan pwodiksyon" nan piman rezistans kous.

Se konsa, li enpòtan yo gen yon lide klè sou sa nou vle di pa "enpedans karakteristik." Se pa rezistans kondiktè siyal ki andedan kab la - yon enpedans karakteristik komen se 50 Ω, epi yon rezistans DC 50 Ω pou yon kab kout ta absidiblman wo. Men kèk pwen eksepsyonèl ki ede klarifye nati a nan enpedans karakteristik:

Se Enpedans karakteristik detèmine pa pwopriyete fizik liy transmisyon an; nan ka a nan yon kab kowaksyal, li se yon fonksyon nan dyamèt anndan an (D1 nan dyagram ki anba a), dyamèt la deyò (D2), ak pèptivitivite relatif nan izolasyon ki genyen ant kondiktè yo enteryè ak ekstèn.

Karakteristik Enpedans se pa yon fonksyon longè kab. Li se prezan toupatou ansanm kab la, paske li rezilta ki soti nan nannan capacite kab la ak enduktans.

 

Nan dyagram sa a, endiktè endividyèl ak kondansateur yo itilize pou reprezante kapasite distribiye ak enduktans ki kontinyèlman prezan nan tout longè kab la.
 

* Nan pratik, enpedans yon liy transmisyon a se pa enpòtan nan DC, men yon liy transmisyon teyorik nan longè enfini ta prezante enpedans karakteristik li yo menm nan yon sous DC tankou yon batri. Sa a se ka a paske liy transmisyon enfiniman lontan ta toujou fè desen aktyèl nan yon tantativ pou chaje moute ekipman enfini li nan kapasite distribiye, ak rapò a nan vòltaj batri a chaje aktyèl la ta dwe egal a enpedans karakteristik.

* Enpedans nan karakteristik nan yon liy transmisyon se piman rezistans; pa gen okenn chanjman faz prezante, ak tout frekans siyal difize nan vitès la menm.

 * Teyorikman sa a se vre sèlman pou liy transmisyon san pèt-sa vle di, liy transmisyon ki gen zewo rezistans ansanm Worcester yo ak rezistans enfini ant kondiktè yo. Li evidan liy sa yo pa egziste, men analiz san pèt-liy se ase egzat lè yo aplike nan lavi reyèl ki ba-pèt liy transmisyon.

Refleksyon ak matche
Enpedans la nan yon liy transmisyon pa gen entansyon mete restriksyon sou kouran kouran nan fason ke yon rezistan òdinè ta. Enpedans karakteristik se tou senpleman yon rezilta inevitab nan entèraksyon an ant yon kab ki konpoze de de kondiktè ki pi pre. Enpòtans ki genyen nan enpedans karakteristik nan yon kontèks RF konsepsyon manti nan lefèt ke designer a dwe matche obstak yo nan lòd yo anpeche refleksyon epi reyalize transfè maksimòm pouvwa. Sa a pral diskite nan pwochen paj la.

Rezime

* Yon D ki konsidere kòm yon liy transmisyon lè longè li yo se omwen yon-katriyèm nan longèdonn lan siyal.

* Kab kowaksyal yo souvan itilize kòm liy transmisyon, menm si tras PCB sèvi tou objektif sa a. De liy estanda transmisyon PCB yo se microstrip a ak stripline la.

* PCB koneksyon yo tipikman kout, epi kidonk yo pa montre konpòtman transmisyon-liy jouk siyal frekans apwoche 1 GHz.

* Se rapò a nan vòltaj aktyèl nan yon liy transmisyon refere yo kòm enpedans nan karakteristik. Li se yon fonksyon nan pwopriyete fizik yo nan kab la, menm si li pa afekte pa longè, ak pou ideyalize (sètadi, san pwa) liy li se piman rezistans.

Kite yon mesaj 

mesaj Lis