Estoy un poco confundido con la implementación de una línea de microstrip a un conector u.FL. Para mantener una línea de 50 ohmios, el ancho del trazado debería ser de ~ 0.1 pulgadas de ancho, tengo una red de coincidencia pi para 'por si acaso' implementada en línea con el conector u.FL. Lo que me confunde es cómo haría microstrip a algo como una resistencia de paquete 0402. ¿Es aquí donde las guías de onda coplanares funcionan mejor porque coinciden mejor con los paquetes de componentes? Tendría que imaginar que se produciría mucha reflexión al golpear un componente mucho más pequeño que el ancho de la traza.
También me he preguntado esto por mucho tiempo, y nunca encontré una buena respuesta. Para una carrera muy corta en términos de longitud de onda, como 1% de la longitud de onda, ¿se necesita un control de impedancia de traza? Sin embargo, mi evidencia de esto es la siguiente:
Para una longitud de onda corta, digamos 1/100 , la ecuación se convierte en la siguiente: Z i n ( ℓ ) = Z 0 Z L
Mi antena para enchufar al conector es de 50 ohmios, ¿así que creo que esa sería la carga? ¿O sería la impedancia de traza?
La razón por la que pregunto es que básicamente estoy ejecutando desde un módem GSM a un conector u.FL, y sería muy fácil ejecutar una traza con una impedancia de ~ 100ohm (usando una guía de onda co-planar) en lugar de un gran ancho de 0.1 en traza para micro-tira.
Actualización: desde que se le preguntó, mis frecuencias de interés son L1 GPS (1.575GHz) y espectro GSM (800-2100MHz).
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Respuestas:
En general, sus suposiciones son correctas. Cuando se conecta una microstrip a un componente, el papel más importante que usted puede hacer coincidir con el tamaño físico y la forma de ese microtrip. El tamaño del paquete, el estilo de terminación y el método de ajuste para una resistencia en serie son lo que importa.
Su otra suposición de que puede ignorar los efectos de la línea de transmisión para tiradas cortas también es correcta. A menudo verá 1/4 de una longitud de onda utilizada como la línea entre una línea de transmisión 'corta' (demasiado corta para importar) o 'larga' (importa) con respecto a la señal que se propaga a través de ella, pero no sugeriría eso como regla general. 1/10 de la longitud de onda y debajo es donde incluso el retraso de fase se vuelve intrascendente y puedes suspirar con alivio: puedes ignorar por completo la teoría de la línea de transmisión y probablemente no irás al infierno o serás un mal ingeniero para hacerlo.
Una forma más fácil de pensar en esto es con luz. @mkeith obtiene crédito por su comentario donde menciona cosas de 'resolución'. Aprenda una lección de los microscopios ópticos: pueden resolver detalles más pequeños si usa luz violeta, pero solo hay un límite donde todo es demasiado pequeño para ser resuelto, y eso es porque es demasiado pequeño en relación con la longitud de onda para interactuar con la onda en un de manera significativa. Esto se aplica a las discontinuidades en su mayor parte: si es mucho más pequeño que la ola, entonces a la ola no le importará.
Nota: a continuación, voy a dar consejos más generales sobre microstripping, pero se aplicará más o menos dependiendo de la longitud de onda disponible.
Ahora, volviendo a la primera parte, mi recomendación sobre cómo conectar una microstrip característica de 50Ω a un 0402 es simplemente no hacerlo. Hay dos cosas en las que debe pensar cada vez que debe causar una discontinuidad, reflexión y parásitos.
La reflexión es fácil: mantenga la impedancia instantánea (característica) de una línea de transmisión tan cerca de la misma para cada paso que deba tomar una onda que se propaga hacia abajo, y asegúrese de que el otro extremo esté terminado con una impedancia de carga coincidente, y todo esté bien . Y en el momento en que tienes que poner cualquier componente en serie, ese feliz sueño se arruina. Al conectar y diseñar estas cosas, es mejor verlo en términos de control de daños.
Si su microstrip se estrecha, eso causará una discontinuidad de impedancia potencialmente grande. Si su microstrip tiene 0.1 "de ancho, nunca querrá hacer nada que haga que se estreche o se ensanche, excepto cuando esté ingleteando una esquina, por supuesto. Esto significa que realmente debería usar un paquete SMD cuyos terminales tengan el mismo ancho como su microstrip (o combine paquetes paralelos para simular esto), y uno que tenga una alta relación de aspecto en la dirección de la tira. Y también lo más delgado posible. Básicamente, quiere que parezca que es solo otra longitud de microstrip de cobre como puede manejar. Obviamente, un paquete de tamaño 1210 sería perfecto para un microstrip de 0.1 "de ancho. Tiene el mismo ancho, y su relación de aspecto es lo que también desea.
De todos modos, el objetivo siempre es minimizar todas las formas en que podría introducir cualquier tipo de discontinuidad en la impedancia característica. Estás causando daño, pero trata de hacer lo menos posible. Control de daños.
Ahora, el segundo problema son los parásitos. Un pasivo generalmente consta de dos terminales y las almohadillas para ellos. Si es una serie pasiva, tendrá que crear un espacio en la microstrip donde se coloca la pasiva. Lo que significa que también creamos un pequeño condensador en serie. Booooo! Si usa un pasivo más ancho que la tira, creará 'placas' más grandes, y también parásitos entre las almohadillas más anchas y el plano de tierra, en relación con la microbanda. Entonces, un condensador parásito de la serie con el espacio y los dos extremos de la microstrip y los de tierra en cualquiera de las almohadillas también. Si las almohadillas no son más anchas, entonces solo tiene que preocuparse por la capacitancia parásita de esa serie. Si el componente tiene una relación de aspecto más larga, eso hace que la brecha sea más grande, y cuanto más grande es la brecha, menor es la capacitancia.
Una última cosa que a menudo se pasa por alto (por no decir que está haciendo esto, pero alguien entregado aquí por la guía útil de google y leyendo esto podría): cuando se usa esa regla de 1/10 de longitud de onda, esa es 1/10 de la longitud de onda en el línea de transmisión media, no un vacío. Es un poco complejo averiguar exactamente qué es esto, ya que una microstrip propaga la onda parcialmente a través del material FR4 y parcialmente a través del aire (y la máscara de soldadura y la caspa de gato o lo que sea que esté encima), pero generalmente está dentro de un pequeño% de
Vp, por supuesto, es la velocidad de fase, c es la velocidad de la luz y ε_re es el coeficiente dieléctrico relativo, que generalmente es de alrededor de 4.2 para FR4. Teóricamente Probablemente. ¿Tal vez? En el caso de una microstrip, el coeficiente dieléctrico debe corregirse ya que solo parte de la onda viaja a través del FR4. Hay varias formas diferentes de hacerlo utilizando el ancho de la tira para ayudar a determinar el coeficiente dieléctrico "efectivo". Pero realmente, para los usos de averiguar si incluso necesita preocuparse por algo de esto o no, está bien estacionarlo por lo general.
¡Oh, casi me olvido de la antena! No, la línea nunca es la impedancia de carga. La impedancia de carga es una carga real: la impedancia característica de una línea de transmisión es la impedancia instantánea (la onda "ve" 50 ohmios que impiden su propagación en cualquier punto de la línea. No significa que haya 50 ohmios de impedancia entre uno y otro). final y el otro extremo, pero que independientemente de cuán lejos o cerca de la carga esté el frente de onda, siempre parece esa misma impedancia instantánea de 50 ohmios). El conector de 50 ohmios simplemente mantiene esta característica, pero de ninguna manera es una carga. La antena es la carga, y tendrá una impedancia reactiva significativa (al menos, suponiendo que la antena sea útil a su frecuencia). De todos modos, siempre que la antena sea de 50 Ω, estará bien. Si no es ... tú ' necesitará igualar la impedancia, y esto va más allá del alcance de esta respuesta. Y sí, eso significa que si no hay nada conectado al conector de antena, tiene una línea sin terminar que refleja basura y rocía basura por el extremo, por lo que hay tapas de terminación de 50Ω.que con demasiada frecuencia la gente no usa, ¡pero deberían hacerlo! EMC y todo eso.
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Reduzca el ancho de línea a 100 mediante chaflán en los últimos 1/8 w / ly use cinta de cobre para que coincida con la reactancia. Deslice la broca de cinta de cobre de varios tamaños para obtener la mejor transferencia de potencia o el coeficiente de reflexión más bajo.
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