50Ω Kết hợp trở kháng với tín hiệu qua Vias


7

Tôi đang làm việc trên một bảng IoT và tất cả đều được đặt ra (LTE, GPS, BLE, WIFI - 30mm x 30mm - RẤT TIGHT).

Như một nhượng bộ thiết kế, tôi phải sử dụng vias để định tuyến một số tín hiệu RF. Không có cách nào khác để giữ cho bảng nhỏ như vậy.

Tôi đã trở kháng phù hợp và điều chỉnh một số bảng RF. Tôi đang sử dụng cùng một vật liệu PCB, vì vậy tôi tin chắc rằng dấu vết 50Ω sẽ chính xác. Và tôi có một VNA để điều chỉnh mạng phù hợp với ăng-ten.

Tuy nhiên, điều gì xảy ra khi dấu vết 50Ω chạm qua?

Có một phương trình đã biết cho kết hợp trở kháng thông qua vias?

Tôi thậm chí có nên lo lắng về nó nếu dấu vết là 50Ω?

Tôi có một mạng phù hợp từ tín hiệu ra khỏi IC đến ăng-ten, vậy đó có phải là điểm moot không? Chỉ cần sử dụng bất cứ điều gì thông qua bạn muốn, và sửa trở kháng tại mạng phù hợp?


2
Nó sẽ phản ánh chắc chắn, tôi có cảm giác không có cách nào bạn có thể duy trì trở kháng với vias. Bạn phải chấp nhận một số mất hiệu suất. Dấu vết của bạn là bao lâu? Nếu chúng chỉ là một vài milimét / centimet, bạn có thể thoát khỏi nó ... Chỉnh sửa đừng mong đợi rằng tôi biết bất cứ điều gì về chủ đề này: |
LOLP

Dấu vết dài nhất là khoảng 15mm.
Leroy105

1
Saturn PCB Toolkit có tab thông qua trở kháng
Matt Young

1
Xin vui lòng xem câu hỏi liên quan này . Một trong những câu trả lời có một liên kết thú vị về tính toán thông qua trở kháng bằng tay :)
bitsmack

2
@ThePhoton, Thật ra anh ấy đã chỉ định các dải tần số: LTE, GPS, BLE và WiFi. Đó là 1.8G, 1.2-1.5G, 2.4G và 2.4G.
LOLP

Câu trả lời:


5

Tuy nhiên, điều gì xảy ra khi dấu vết 50Ω chạm qua?

Thông qua có thể hoạt động như một gián đoạn điện dung hoặc quy nạp trong đường truyền. Nó sẽ làm cho ít nhất một sự phản ánh nhỏ.

Dưới 1 GHz, sự gián đoạn này thường quá nhỏ để lo lắng trừ khi bạn đang làm gì đó như công việc radar chính xác. Trên 5 GHz, bạn thường muốn thiết kế cẩn thận thông qua để duy trì kết hợp trở kháng tốt nhất có thể. 1-2 GHz là một loại đất trung bình lộn xộn, nơi bạn có thể thoát khỏi tình trạng không thể sánh được và bạn có thể không. Vì vậy, có lẽ bạn ít nhất nên thực hiện một nỗ lực tốt nhất trong việc thiết kế một kết hợp thông qua.

Đầu tiên, bạn muốn giảm thiểu bất kỳ thông qua sơ khai. Nếu bạn có thể, định tuyến từ lớp trên cùng đến lớp dưới cùng, chứ không phải từ lớp 1 đến lớp 3 chẳng hạn. Nếu bạn không thể, mong đợi một sự gián đoạn điện dung từ sơ khai. Có thể "khoan ngược" thông qua để loại bỏ hầu hết các sơ khai, nhưng điều đó có lẽ không hợp lý ở mức 2,5 GHz.

Thứ hai, nếu bạn không định tuyến giữa các lớp có chung mặt phẳng (ví dụ lớp 1 và lớp 3 có thể sử dụng cả lớp 2 làm mặt phẳng mặt đất của chúng, nhưng lớp 1 và lớp 8 thì không), thì hãy chắc chắn rằng có một đường dẫn gần đó cho dòng trở lại di chuyển giữa các mặt phẳng của hai lớp tín hiệu. Một mặt đất gần đó thông qua là được. Hai hoặc ba thậm chí còn tốt hơn. Nếu một lớp sử dụng mặt phẳng nguồn làm tham chiếu của nó, thì đặt tụ điện bypass cho lưới điện đó gần thông qua của bạn.

Thứ ba, bạn có thể sử dụng một công cụ như công cụ Saturn PCB (google nó) để thiết kế đường kính xuyên qua và đường kính antipad xung quanh nó khi nó đi qua các mặt phẳng điện và mặt đất, để cung cấp thông qua một trở kháng đặc trưng phù hợp với đường dây của bạn.

Có một phương trình đã biết cho kết hợp trở kháng thông qua vias?

Có ít nhất các công thức heuristic. Các công cụ như Polar hoặc công cụ Saturn PCB có thể được sử dụng để tìm trở kháng đặc tính thông qua, phụ thuộc chủ yếu vào đường kính thông qua và đường kính antipad.

Tôi thậm chí có nên lo lắng về nó nếu dấu vết là 50Ω?

Với chiều dài theo dõi 15 mm và 2,5 GHz, bạn có chiều dài hơn 1/10 bước sóng. Có lẽ là một ý tưởng tốt để tạo ra dấu vết trở kháng có kiểm soát, nhưng có lẽ sẽ không quá quan trọng để có được mọi thứ chính xác.


Cảm ơn ngài. Tôi chưa thực sự xây dựng bất cứ thứ gì trong phạm vi 2,5 GHz. Tôi đang đặt lại bảng này một lần nữa (đó là một quá trình 6 giờ đầy đau đớn), tôi thấy những gì bạn đang nói với thứ tự các lớp và vias. Thật không may, tôi có tín hiệu đi từ dưới lên trên. Công cụ Saturn PCB - cảm ơn trời, tôi không muốn tính toán nó bằng tay dựa trên một liên kết tôi đã thấy trước đó.
Leroy105

Từ trên xuống dưới là tốt vì không có sơ khai nào thông qua. Nhưng hơi tệ vì bạn cũng cần phải trả lại các đường dẫn hiện tại (giả sử tổng cộng hơn 2 lớp). Nếu bạn có các mặt phẳng tiếp giáp với cả hai mặt phẳng tín hiệu, đó thực sự không phải là vấn đề lớn.
Photon

Vâng, đó là một bảng 4 lớp (ngay bây giờ!). Không có mặt phẳng GND liền kề với lớp dưới cùng. Đối với lượt đầu tiên, tôi nên quay nó thành 4 lớp và xem. Tôi nghi ngờ điều này sẽ mất vài lượt của hội đồng quản trị để có được những điều tốt đẹp và hạnh phúc.
Leroy105

Hãy tiết kiệm thời gian của bạn và thậm chí đừng cố gắng đi bảng 4 lớp nếu dấu vết RF ở phía dưới không có tấm tiếp đất bên dưới (hoặc ở trên, tùy thuộc vào cách bạn nhìn vào nó). Có lẽ bạn nên hiển thị bố cục của RF để xem xét ở đây.
Mike

2
Các rãnh trên lớp 3, nếu chúng song song với rãnh tín hiệu trên lớp 4, có thể nhận được một số tín hiệu được ghép từ rãnh tín hiệu. Các rãnh vuông góc trên lớp 3 không có khả năng gây ra sự cố. Nếu bạn có mặt phẳng nguồn trên lớp 3, bạn có thể sử dụng đường dẫn đó cho đường dẫn RF của mình, nhưng bạn cần suy nghĩ cẩn thận về cách đường dẫn trở lại kết nối với nguồn và tải (và bỏ qua gần vias của bạn như tôi đã thảo luận trong câu trả lời của tôi).
Photon
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.