Pasīvie komponenti RF shēmās
Rezistori, kondensatori, antenas... Uzziniet par pasīvajiem komponentiem, ko izmanto RF sistēmās.
RF sistēmas būtiski neatšķiras no cita veida elektriskajām ķēdēm. Ir spēkā tie paši fizikas likumi, un līdz ar to RF konstrukcijās izmantotās pamatkomponentes ir atrodamas arī digitālajās shēmās un zemfrekvences analogajās shēmās.
Tomēr RF dizains ietver unikālu izaicinājumu un mērķu kopumu, un tāpēc, darbojoties RF kontekstā, īpaša uzmanība jāpievērš komponentu īpašībām un lietojumam. Turklāt dažas integrētās shēmas veic funkcijas, kas ir ļoti specifiskas RF sistēmām — tās netiek izmantotas zemfrekvences ķēdēs, un tās var nebūt labi saprotamas tiem, kam ir maza pieredze ar RF dizaina metodēm.
Mēs bieži kategorizējam komponentus kā aktīvos vai pasīvos, un šī pieeja ir vienlīdz derīga arī RF jomā. Ziņās pasīvie komponenti tiek apspriesti tieši saistībā ar RF shēmām, bet nākamajā lapā ir aplūkoti aktīvie komponenti.
Kondensatori
Ideāls kondensators nodrošinātu tieši tādu pašu funkcionalitāti 1 Hz signālam un 1 GHz signālam. Taču komponenti nekad nav ideāli, un kondensatora neidendealitātes augstās frekvencēs var būt diezgan ievērojamas.
“C” atbilst ideālajam kondensatoram, kas ir aprakts starp tik daudziem parazītiskiem elementiem. Mums ir ne bezgalīga pretestība starp plāksnēm (RD), virknes pretestība (RS), virknes induktivitāte (LS) un paralēlā kapacitāte (CP) starp PCB kontaktiem un iezemējuma plakni (mēs pieņemam, ka komponenti ir uzstādīti uz virsmas; vairāk par to vēlāk).
Strādājot ar augstfrekvences signāliem, visnozīmīgākā neidealitāte ir induktivitāte. Mēs sagaidām, ka kondensatora impedance bezgalīgi samazināsies, palielinoties frekvencei, bet parazitārās induktivitātes klātbūtne izraisa impedances samazināšanos pašrezonanses frekvencē un pēc tam sāk palielināties:
Rezistori u.c.
Pat rezistori var radīt problēmas augstās frekvencēs, jo tiem ir virknes induktivitāte, paralēlā kapacitāte un tipiskā kapacitāte, kas saistīta ar PCB paliktņiem.
Un tas liek domāt par svarīgu aspektu: strādājot ar augstām frekvencēm, parazītiskie shēmas elementi ir visur. Neatkarīgi no tā, cik vienkāršs vai ideāls ir rezistīvs elements, tas joprojām ir jāiepako un jāpielodē pie shēmas plates, un rezultāts ir parazītiska iedarbība. Tas pats attiecas uz jebkuru citu komponentu: ja tas ir iepakots un pielodēts pie plates, parazītiskie elementi ir klāt.
Kristāli
RF būtība ir augstfrekvences signālu manipulēšana, lai tie pārraidītu informāciju, bet pirms manipulācijas mums tā ir jāģenerē. Tāpat kā cita veida shēmās, kristāli ir būtisks līdzeklis stabilas frekvences atsauces ģenerēšanai.
Tomēr digitālajā un jaukto signālu dizainā bieži vien kristālu shēmām faktiski nav nepieciešama tāda precizitāte, kādu var nodrošināt kristāls, un līdz ar to ir viegli kļūt neuzmanīgam attiecībā uz kristāla izvēli. Turpretī RF shēmai var būt stingras frekvences prasības, un tas prasa ne tikai sākotnējo frekvences precizitāti, bet arī frekvences stabilitāti.
Parasta kristāla svārstību frekvence ir jutīga pret temperatūras svārstībām. Iegūtā frekvences nestabilitāte rada problēmas RF sistēmām, īpaši sistēmām, kas tiks pakļautas lielām apkārtējās vides temperatūras svārstībām. Tādēļ sistēmai var būt nepieciešams TCXO, t.i., temperatūras kompensēts kristāla oscilators. Šajās ierīcēs ir iekļauta shēma, kas kompensē kristāla frekvences svārstības:
Antenas
Antena ir pasīvs komponents, ko izmanto, lai pārveidotu radiofrekvenču (RF) elektrisko signālu elektromagnētiskajā starojumā (EMS) vai otrādi. Ar citiem komponentiem un vadītājiem mēs cenšamies samazināt EMS ietekmi, un ar antenām mēs cenšamies optimizēt EMS ģenerēšanu vai uztveršanu atbilstoši lietojumprogrammas vajadzībām.
Antenu zinātne nebūt nav vienkārša. Dažādi faktori ietekmē optimālas antenas izvēles vai projektēšanas procesu konkrētam pielietojumam. AAC ir divi raksti (noklikšķiniet šeit un šeit), kas sniedz lielisku ievadu antenu koncepcijās.
Augstākas frekvences ir saistītas ar dažādiem dizaina izaicinājumiem, lai gan sistēmas antenas daļa faktiski var kļūt mazāk problemātiska, palielinoties frekvencei, jo augstākas frekvences ļauj izmantot īsākas antenas. Mūsdienās ir ierasts izmantot vai nu "mikroshēmas antenu", kas tiek pielodēta pie PCB, tāpat kā tipiski virsmas montāžas komponenti, vai PCB antenu, kas tiek izveidota, iekļaujot speciāli izstrādātu trasi PCB izkārtojumā.
Kopsavilkums
Dažas komponentes ir izplatītas tikai radiofrekvenču (RF) lietojumprogrammās, bet citas ir jāizvēlas un jāievieš rūpīgāk to ideālās augstfrekvences uzvedības dēļ.
Pasīvajiem komponentiem ir neidendeāla frekvences reakcija parazitārās induktivitātes un kapacitātes rezultātā.
RF lietojumprogrammām var būt nepieciešami kristāli, kas ir precīzāki un/vai stabilāki nekā kristāli, ko parasti izmanto digitālajās shēmās.
Antenas ir kritiski svarīgas sastāvdaļas, kas jāizvēlas atbilstoši RF sistēmas īpašībām un prasībām.
Si Chuan Keenlion mikroviļņu krāsnīm ir plaša izvēle šaurjoslas un platjoslas konfigurācijās, aptverot frekvences no 0,5 līdz 50 GHz. Tās ir paredzētas, lai apstrādātu ieejas jaudu no 10 līdz 30 vatiem 50 omu pārraides sistēmā. Tiek izmantotas mikrolentu vai stripline konstrukcijas, kas ir optimizētas, lai nodrošinātu vislabāko veiktspēju.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 3. novembris
