Passiewe komponente in RF-stroombane
Weerstande, kapasitors, antennas. . . . Leer oor passiewe komponente wat in RF-stelsels gebruik word.
RF-stelsels verskil nie fundamenteel van ander tipes elektriese stroombane nie. Dieselfde wette van fisika geld, en gevolglik word die basiese komponente wat in RF-ontwerpe gebruik word, ook in digitale stroombane en laefrekwensie-analoogstroombane aangetref.
RF-ontwerp behels egter 'n unieke stel uitdagings en doelwitte, en gevolglik vereis die eienskappe en gebruike van komponente spesiale oorweging wanneer ons in die konteks van RF werk. Ook verrig sommige geïntegreerde stroombane funksionaliteit wat hoogs spesifiek is vir RF-stelsels – hulle word nie in laefrekwensiestroombane gebruik nie en word dalk nie goed verstaan deur diegene wat min ervaring met RF-ontwerptegnieke het nie.
Ons kategoriseer komponente dikwels as óf aktief óf passief, en hierdie benadering is ewe geldig in die gebied van RF. Die nuus bespreek passiewe komponente spesifiek met betrekking tot RF-stroombane, en die volgende bladsy dek aktiewe komponente.
Kapasitors
'n Ideale kapasitor sou presies dieselfde funksionaliteit vir 'n 1 Hz-sein en 'n 1 GHz-sein bied. Maar komponente is nooit ideaal nie, en die nie-idealiteite van 'n kapasitor kan nogal beduidend wees by hoë frekwensies.
“C” stem ooreen met die ideale kapasitor wat tussen soveel parasitiese elemente begrawe is. Ons het nie-oneindige weerstand tussen die plate (RD), serieweerstand (RS), serieinduktansie (LS), en parallelle kapasitansie (CP) tussen die PCB-blokkies en die grondvlak (ons neem aan oppervlakgemonteerde komponente; meer hieroor later).
Die belangrikste nie-idealiteit wanneer ons met hoëfrekwensieseine werk, is die induktansie. Ons verwag dat die impedansie van 'n kapasitor eindeloos sal afneem soos die frekwensie toeneem, maar die teenwoordigheid van die parasitiese induktansie veroorsaak dat die impedansie by die selfresonante frekwensie daal en dan begin toeneem:
Weerstande, et al.
Selfs weerstande kan lastig wees by hoë frekwensies, want hulle het serie-induktansie, parallelle kapasitansie en die tipiese kapasitansie wat met PCB-blokkies geassosieer word.
En dit bring 'n belangrike punt na vore: wanneer jy met hoë frekwensies werk, is parasitiese stroombaanelemente oral. Maak nie saak hoe eenvoudig of ideaal 'n weerstandselement is nie, dit moet steeds verpak en aan 'n PCB gesoldeer word, en die resultaat is parasitiese elemente. Dieselfde geld vir enige ander komponent: as dit verpak en aan die bord gesoldeer is, is parasitiese elemente teenwoordig.
Kristalle
Die kern van RF is die manipulering van hoëfrekwensieseine sodat hulle inligting oordra, maar voordat ons manipuleer, moet ons genereer. Soos in ander tipes stroombane, is kristalle 'n fundamentele manier om 'n stabiele frekwensieverwysing te genereer.
In digitale en gemengde-sein ontwerp is dit egter dikwels die geval dat kristal-gebaseerde stroombane eintlik nie die presisie vereis wat 'n kristal kan bied nie, en gevolglik is dit maklik om onverskillig te raak met betrekking tot kristalkeuse. 'n RF-stroombaan, daarenteen, kan streng frekwensievereistes hê, en dit vereis nie net aanvanklike frekwensiepresisie nie, maar ook frekwensiestabiliteit.
Die ossillasiefrekwensie van 'n gewone kristal is sensitief vir temperatuurvariasies. Die gevolglike frekwensie-onstabiliteit skep probleme vir RF-stelsels, veral stelsels wat blootgestel sal word aan groot variasies in omgewingstemperatuur. Dus kan 'n stelsel 'n TCXO benodig, d.w.s. 'n temperatuurgekompenseerde kristal-ossillator. Hierdie toestelle bevat stroombane wat kompenseer vir die kristal se frekwensievariasies:
Antennas
'n Antenna is 'n passiewe komponent wat gebruik word om 'n RF-elektriese sein in elektromagnetiese straling (EMR) om te skakel, of andersom. Met ander komponente en geleiers probeer ons die effekte van EMR verminder, en met antennas probeer ons die opwekking of ontvangs van EMR optimaliseer met betrekking tot die behoeftes van die toepassing.
Antennawetenskap is geensins eenvoudig nie. Verskeie faktore beïnvloed die proses om 'n antenna te kies of te ontwerp wat optimaal is vir 'n spesifieke toepassing. AAC het twee artikels (klik hier en hier) wat 'n uitstekende inleiding tot antennakonsepte bied.
Hoër frekwensies gaan gepaard met verskeie ontwerpuitdagings, hoewel die antenna-gedeelte van die stelsel eintlik minder problematies kan word namate frekwensie toeneem, omdat hoër frekwensies die gebruik van korter antennas moontlik maak. Deesdae is dit algemeen om óf 'n "skyfie-antenna" te gebruik, wat aan 'n PCB gesoldeer word soos tipiese oppervlakgemonteerde komponente, óf 'n PCB-antenna, wat geskep word deur 'n spesiaal ontwerpte spoor in die PCB-uitleg in te sluit.
Opsomming
Sommige komponente is slegs algemeen in RF-toepassings, en ander moet meer versigtig gekies en geïmplementeer word as gevolg van hul nie-ideale hoëfrekwensiegedrag.
Passiewe komponente vertoon nie-ideale frekwensierespons as gevolg van parasitiese induktansie en kapasitansie.
RF-toepassings mag kristalle vereis wat meer akkuraat en/of stabiel is as kristalle wat algemeen in digitale stroombane gebruik word.
Antennes is kritieke komponente wat gekies moet word volgens die eienskappe en vereistes van 'n RF-stelsel.
Si Chuan Keenlion Mikrogolfoonde bied 'n groot verskeidenheid smalband- en breëbandkonfigurasies, wat frekwensies van 0.5 tot 50 GHz dek. Hulle is ontwerp om 10 tot 30 watt insetkrag in 'n 50-ohm-transmissiestelsel te hanteer. Mikrostrip- of strooklynontwerpe word gebruik en geoptimaliseer vir die beste werkverrigting.
Plasingstyd: 3 November 2022
