Thiết kế theo dõi RF 50 ohms cho 2.4GHz hai lớp FR-4 PCB

Tôi sẽ sử dụng bộ thu phát 2.4GHz cho dự án mới của mình. Vật liệu PCB sẽ là FR-4 với độ dày 1.6mm và đầu nối là SMA. Tôi nghi ngờ về dấu vết RF nên có trở kháng 50 ohms. Sử dụng AppCAD 4.0, nhập các tham số hiển thị bên dưới, tôi đã nhận được kết quả 50 ohms cho Width = 45mils và Gap = 8 triệu từ dấu vết RF đến GND. Ngoài ra tôi nhận được kết quả gần như tương tự trên máy tính trực tuyến. Liệu sự kết hợp này (45/8 triệu) có vẻ đúng với bạn?

Tôi có thể làm gì hơn nữa để cải thiện bố cục của mình? Trân trọng.

xem minh bạch:

chỉnh sửa: đây là bố cục cuối cùng của tôi ...

chỉnh sửa: mới hơn ...

Tính toán của bạn kiểm tra các giá trị đã cho, nhưng hãy nhớ rằng hằng số điện môi của FR-4 không được kiểm soát chặt chẽ và có thể khác nhau giữa 4,35 và 4,7 giữa các nhà sản xuất [1]. Vì chiều dài theo dõi của bạn rất ngắn, biến thể này sẽ không có ảnh hưởng lớn (bạn có thể thử các giá trị trong máy tính). Đối với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe hơn, các vật liệu PCB tần số cao đặc biệt (ví dụ: Rogers RO4000 [2]) có sẵn, tuy nhiên chúng đắt hơn nhiều để sản xuất.

Có thể có ích khi vô hiệu hóa các nhiệt xung quanh các lỗ chân GND của đầu nối RF. Bằng cách có một kết nối mặt đất vững chắc, bạn giảm độ tự cảm ký sinh trong đường dẫn hiện tại trở lại, điều này sẽ cải thiện tính toàn vẹn tín hiệu của bạn.

Nếu bạn sử dụng ống dẫn sóng coplanar, đồng đổ bên dưới và trên các mặt của dây dẫn phải được tham chiếu mạnh mẽ với nhau. Điều này có nghĩa là đặt vias để 'khâu' các mặt phẳng trên và dưới cùng nhau, dọc theo cả hai bên của dây dẫn, để bao quanh nó với kết nối mặt đất. Điều này được thảo luận trong [3].

Khoảng cách khâu được đề xuất giữa các vias nên tối đa là λ / 4, với / 10 là tối ưu. Đối với 2.4GHz, kết quả này trong khoảng cách tối đa là 3,12cm, với khuyến nghị 1,25cm. Vì vậy, đối với chiều dài dấu vết dài hơn và việc ghép tần số cao hơn trở nên quan trọng hơn trong trường hợp này với độ dài dấu vết rất ngắn.

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/FR-4 xem: hằng số điện môi không đổi

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

[3] Chọn kích thước thông qua để che chắn và khâu

đối với khoảng cách ngắn này (dưới 1/8 của bước sóng), các yêu cầu trở kháng trở nên lỏng lẻo hơn rất nhiều, do đó, tiền đề của nó là phù hợp hơn nhiều, và xếp hàng với máy tính của riêng tôi.

Về cách bố trí, tôi không thể đặc biệt mắc lỗi này, bạn đang tách biệt tốt giữa nó và các tín hiệu lân cận khác, bạn có vias ngay bên cạnh mặt đất tín hiệu để dòng trở về trên mặt phẳng ở phía đối diện không có đường vòng lớn , bạn có shotgun tốt và thực sự làm nổ tung bảng của bạn với vias máy bay mặt đất.

Điều duy nhất tôi đấu tranh là phát hiện ra tụ điện tách rời, vì cái nắp tách rời này phải gần với các chân như bạn có thể quản lý, lý tưởng ở cùng phía với con chip, với dấu vết của nó ở cùng một phía của bảng. Nếu đó là cặp ở trung tâm bên trái, tôi sẽ quay tối thiểu xung quanh cái dưới cùng và có thể thay đổi một chút để kết nối của chúng càng ngắn càng tốt với chip.

Theo những gì người khác đã nói, tôi sẽ thêm vào,

• Bạn có thể không muốn để mặt đất lấp vào giữa các miếng đệm của tụ điện chặn DC. Điều này có thể sẽ dẫn đến điện dung dư thừa xuống đất và làm giảm sự mất mát trở lại của đầu vào RF của bạn.

• Bạn có thể muốn di chuyển đầu nối RF ra xa hơn một chút, để tụ điện chặn không phải trực tiếp bên dưới nó. Bạn cần khá nhiều không gian xung quanh chân đất của đầu nối để cho phép hàn sóng chọn lọc hoặc để một bàn ủi lớn có thể tiếp cận được ở đó (hơn nữa bây giờ bạn đã tháo thiết bị giảm nhiệt).