Mỗi dấu vết mang RF phải là 50Ohm trong trở kháng đặc tính? Làm sao?

Tôi phải dịch sơ đồ máy thu VHF (160 MHz) sang PCB. Sau khi nhìn đây đó, tôi hơi bối rối.

Có vẻ như các vấn đề chính với RF là

để tránh các cuộn cảm và tụ điện đi lạc, bằng cách tránh các rãnh gần (tăng công suất), các rãnh rộng (tụ điện với mặt phẳng mặt đất bên dưới) và các rãnh dài (cuộn cảm lên)
để tránh phản xạ tín hiệu bằng cách tránh những thay đổi đột ngột trong "trở kháng đặc tính".

[Xin vui lòng cho tôi biết nếu tôi bỏ lỡ người khác]

Tôi chỉ có một ý tưởng mơ hồ về trở kháng đặc trưng là gì ( video tuyệt vời này đã giúp rất nhiều), nhưng có vẻ như đó là trở kháng của mạch RLC tương đương.

Nó nên phụ thuộc vào độ dài và tần số của tín hiệu, tại sao nó không?
Theo trực giác tôi nên tính toán trở kháng đặc trưng của từng dấu vết pad-to-pad và đảm bảo rằng nó luôn luôn là 50Ohm. Có phải vậy không?

Một máy tính trực tuyến cho (đối với đồng dày 18um, độ thấm 4,7, đế dày 0,5mm) cho tôi 0,9mm chiều rộng để có được 50Ohms. Điều đó có nghĩa là tôi nên định tuyến tất cả các dấu vết ở độ rộng này, giữ chúng ngắn nhưng không để chúng quá gần nhau, và sau đó tôi không có gì phải lo lắng?

pcb rf impedance

— người dùng42875
nguồn

Một số khác: youtube.com/watch?v=Il_eju4D_TM

— AndreKR

Làm thế nào để theo dõi PCB có trở kháng 50 ohm bất kể chiều dài và tần số tín hiệu?

— Phil Frost

Câu trả lời:

Tôi chỉ có một ý tưởng mơ hồ về những gì trở kháng đặc trưng

Trở kháng đặc trưng là tỷ lệ của điện áp với dòng điện (do đó, trở kháng) cho các tín hiệu truyền dọc theo vết, được xác định bởi sự cân bằng của điện dung và độ tự cảm dọc theo vết.

Nó nên phụ thuộc vào độ dài và tần số, tại sao nó không?

Trở kháng đặc tính phụ thuộc vào tỷ lệ của điện cảm với điện dung. Vì cả độ tự cảm và điện dung đều tăng tuyến tính khi chiều dài dấu vết tăng, tỷ lệ của chúng không phụ thuộc vào độ dài vết.

Ngoài ra, trong giới hạn, các tham số này cũng không thay đổi nhiều theo tần số, do đó, tỷ lệ này không phụ thuộc vào tần số và trở kháng đặc tính không phụ thuộc vào tần số.

Theo trực giác tôi nên tính toán trở kháng đặc trưng của từng dấu vết pad-to-pad và đảm bảo rằng nó luôn luôn là 50Ohm. Có phải vậy không?

Nếu các mạch lái xe được thiết kế để lái tải 50 ohm, thì nói chung là có. Bạn cũng muốn cung cấp kết thúc phù hợp ít nhất một đầu của dấu vết, và có thể cả hai, tùy thuộc vào chi tiết của mạch của bạn.

Nói chung, bạn không phải thực hiện một phép tính riêng cho mỗi kết nối. Bạn chỉ cần nhìn vào bảng xếp chồng lên nhau và tìm chiều rộng theo dõi đạt được trở kháng đặc tính 50 ohm và tạo ra tất cả các dấu vết của bạn theo chiều rộng đó. Bạn có thể sử dụng hình học ống dẫn sóng microstrip, dải, hoặc coplanar tùy thuộc vào hoàn cảnh bố trí của bạn. Bạn sẽ thực hiện một phép tính riêng cho từng lớp tín hiệu trên PCB của mình và có thể cho các loại hình học khác nhau (microstrip và coplanar, một đầu và vi sai) nếu bạn cần sử dụng tất cả các kết hợp đó.

Nếu độ dài theo dõi nhỏ hơn khoảng 1/10 bước sóng ở tần số hoạt động của bạn, thì bạn có thể thường xuyên sử dụng dấu vết chưa từng có.

— Photon
nguồn

Cảm ơn rất nhiều. Khi nào nên sử dụng microstrips, đường dây và ống dẫn sóng? Ngoài ra, bây giờ tôi bối rối về cách phản xạ thay đổi điện áp. COuld bạn có một cái nhìn vào chỉnh sửa của tôi?

— dùng42875

Thực tế ở đây: Electronics.stackexchange.com/questions/165099/

— trộm

Dường như với tôi bạn đã tóm tắt khá nhiều tất cả những gì tôi đã tóm tắt, vì vậy tôi sẽ đi vào toán học (dễ dàng) trả lời (các) câu hỏi của bạn.

Kiểm tra này . Tôi sẽ viết lại nó ở đây:

Z_{Tôi n} (ℓ) = = Z_{0} \frac{Z_{L} + j Z_{0} \tan (β ℓ)}{Z_{0} + j Z_{L} \tan (β ℓ)}

$Z_\mathrm{in} (\ell)=Z_0 \frac{Z_L + jZ_0\tan(\beta \ell)}{Z_0 + jZ_L\tan(\beta \ell)}$

$Z_0$ $Z_L$ $\beta=\frac{2\pi}{\lambda}$ $\lambda$

Bây giờ có vẻ là một công thức phức tạp, những gì nó nói với bạn là trở kháng đầu vào là một mớ hỗn độn.

Có hai cách để cải thiện "mớ hỗn độn" này:

$\tan(\beta \ell)=0$
$Z_L = Z_0$

$Z_L=Z_0$

Z_{Tôi n} (ℓ) = = Z_{0} \frac{Z_{0} + j Z_{0} \tan (β ℓ)}{Z_{0} + j Z_{0} \tan (β ℓ)} = = Z_{0}

$Z_\mathrm{in} (\ell)=Z_0 \frac{Z_0 + jZ_0\tan(\beta \ell)}{Z_0 + jZ_0\tan(\beta \ell)}=Z_0$

Và đó là nơi phép màu xảy ra. Trở kháng đầu vào không phụ thuộc vào độ dài dấu vết và điều đó thật tuyệt vì bạn thường không muốn quan tâm đường truyền dài bao nhiêu khi chúng được sử dụng để truyền tải: hãy nghĩ đến một kỹ thuật viên nghèo cần cắt cáp đồng trục dài khoảng mm sóng, có thể hơn 10m cáp ... Chúc may mắn với điều đó.

$50\Omega$ $50\Omega$

$^{TM}$

— Vladimir Cravero
nguồn

Rõ ràng 50Ohm được sử dụng vì đó là một sự thỏa hiệp tốt giữa chuyển giao năng lượng và suy hao ... Không hoàn toàn rõ ràng cách thức hoạt động của những thứ đó. Cảm ơn vì điều đó!

— dùng42875

Tôi đã cập nhật câu trả lời của mình để thử và hiểu cách phản xạ hoạt động, quan tâm để có cái nhìn về nó?

— dùng42875

@ user42875 xin vui lòng không chỉnh sửa câu hỏi ban đầu của bạn nhưng đăng một câu hỏi khác (sau khi tìm kiếm nếu nó đã được trả lời).

— Vladimir Cravero

Ok, thực hiện ở đây: Electronics.stackexchange.com/questions/165099/ trên

— dùng42875