Конструкція радіочастотного діапазону 50 Ом для частоти 2,4 ГГц… Двошарова плата FR-4

Я буду використовувати трансивер 2,4 ГГц у своєму новому проекті. Матеріал друкованої плати буде FR-4 з товщиною 1,6 мм, а з'єднувач - SMA. Мої сумніви щодо RF-сліду, який повинен мати імпеданс 50 Ом. Використовуючи AppCAD 4.0, вводячи параметри, показані нижче, я отримав результат 50 Ом для Width = 45mils і Gap = 8 миль від RF сліду до GND. Також я отримав майже такий же результат на онлайн-калькуляторі. Чи правильно виглядає ця комбінація (45/8 міл)?

Що ще я можу зробити, щоб поліпшити макет? З повагою

прозорий вид:

редагувати: це мій остаточний макет ...

редагувати: новіше ...

Ваші розрахунки перевіряють задані значення, але майте на увазі, що діелектрична константа FR-4 не контролюється жорстко і може змінюватися між виробниками 4,35 і 4,7 [1]. Оскільки довжина трас дуже коротка, ця зміна не матиме великого ефекту (ви можете спробувати значення в калькуляторі). Для більш вимогливих застосувань доступні спеціальні високочастотні матеріали друкованої плати (наприклад: Rogers RO4000 [2]), однак їх виготовлення набагато дорожче.

Це може бути вигідним, щоб відключити теплові пристрої навколо отворів GND-штифта радіочастотного роз'єму. Маючи міцне заземлення, ви зменшуєте паразитичну індуктивність на шляху зворотного струму, що покращить вашу цілісність сигналу.

Якщо ви використовуєте копланарний хвилевод, мідь ллється внизу і з боків провідника, повинні бути чітко пов'язані один з одним. Це означає встановити віаси, щоб «зшити» верхню і нижню площини разом, по обидва боки провідника, щоб оточити його заземленням. Про це йдеться в роботі [3].

Рекомендована відстань зшивання між флаконами повинна бути не більше λ / 4, оптимальним є λ / 10. Для 2,4 ГГц це призводить до відстані максимум 3,12 см, рекомендується 1,25 см. Отже, для більшої довжини сліду і більш високих частот зшивання стає важливішим, ніж у цьому випадку, з дуже короткою довжиною сліду.

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/FR-4 див.: Діелектрична постійна проникність

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

[3] Виберіть розмір вікна для екранування та зшивання

для цього короткого відстані (менше 1/8 довжини хвилі) вимоги до імпедансу набагато слабкіші, тому в цьому випадку його більш ніж підходить, і вирівнюється за допомогою мого власного калькулятора.

Щодо макету, я не можу особливо його винуватити, ви зберігаєте гарне розмежування між ним та іншими сусідніми сигналами, у вас є віаси безпосередньо біля сигнальної землі, тому зворотний струм у площині на протилежній стороні не має великого обходу , ви добре і по-справжньому рушницю підірвали вашу дошку ґрунтовними віями.

Єдине, з чим я боюсь, - це визначити, де знаходиться конденсатор для роз'єднання, для цього кришка для роз'єднання повинна бути максимально наближена до штифтів, як ви можете керувати, в ідеалі на тій же стороні, що і мікросхема, з її слідами на одній стороні плати. Якщо це пара в центрі зліва, я б хоча б обернувся навколо нижнього і, можливо, трохи змістив їх, щоб зробити їх з'єднання якомога короткішими до чіпа.

До сказаного іншими я додам,

• Ви, мабуть, не хочете, щоб земля заповнювалася між колодками конденсатора, що блокує постійний струм. Це, ймовірно, призведе до надмірної ємності до землі та погіршить повернення втрат вашого ВЧ-сигналу.

• Ви можете перенести роз'єм РФ трохи далі, щоб блокуючий конденсатор не повинен знаходитися безпосередньо під ним. Вам потрібно зовсім небагато місця навколо заземлюючих ніжок з'єднувача, щоб дозволити селективному хвильовому припою або для того, щоб туди потрапив великий залізний залізо (тим більше, що ви зняли тепловий рельєф).