在射频电路阻抗匹配:信号旅行日志

从电信到有线电视,射频设备已经并将继续发挥重要作用在现代生活。现在一切无线射频电路板设计师将有大量的工作使他们忙。但有一件事他们需要做的是确保他们的射频信号不降低去目的地的路上,以免无线通信的美好的世界轰然倒塌。

与射频设备工作时,尤其是天线在无线设备,阻抗匹配是确保PCB运作的关键。但是这些关键的模拟信号的出现至关重要的问题:阻抗匹配的最佳方式是什么?为什么这些信号匹配呢?

阻抗匹配和信号完整性

阻抗匹配是其中一个极其重要的任务,通常是讨论了高速数字设计。在这些设备中,数字信号一起旅行一个互连可以反映在负载如果加载和跟踪没有相同的阻抗。数字信号,可以创建一个名为响的现象,似乎无阻尼振荡叠加的数字信号。

大阻抗失配时,铃声可以足够严重,一度导致信号电平低于阈值逻辑门的状态。这无阻尼振荡是因为数字信号本质上是脉冲驱动其自然无阻尼共振频率的跟踪。

与模拟信号,情况有点不同,特别是在射频信号。如果一个跟踪不是负载阻抗匹配互连,那么信号反射导致一波传播从负载回源。传入的和模拟反射波相互干扰。如果信号的频率,一个驻波形式的信号跟踪。驱动的驻波共振将导致驻波建立高振幅,像强烈辐射天线。

随着射频设备仍然可以包含其他可能运行在不同的频率的模拟装置,这个辐射产生共鸣的跟踪可以创建EMI问题在附近的模拟电路。如果数字电路存在于你的设备,他们有更好的免疫力,这种类型的辐射。数字集成电路在饱和,所以电压感应电路对输出信号的影响不大。很强,放大射频信号,然而,在附近的数字痕迹可以引起大的电压波动。注意EMC指南无线设备在处理放大射频信号。

只有一个设备需要射频阻抗匹配电路

射频阻抗匹配网络

防止这些问题需要匹配你的射频源和负载之间的痕迹到50欧姆阻抗。重要的是要注意,本质上并无特殊之处50欧姆阻抗匹配。虽然这个数字看起来特别如果你花足够的时间在射频工程师,这个值恰好是大多数射频系统的阻抗/组件的设计。

所以你怎么能确保你的痕迹永远阻抗匹配?首先,您应该使用阻抗控制设计与图层堆栈。这将确保跟踪路由信号层定义的值在一个特定的公差。你只需要担心匹配源和负载的阻抗组件这个值。换句话说,如果一个组件在一个互连的结束都有不同的阻抗比你的信号跟踪,你必须补偿的阻抗失配组件匹配网络。

最常见的拓扑是l型网络的阻抗匹配。这个网络使用一个电容和电感组成,两个电容,或者两个电感器调整负载的阻抗或来源的50欧姆阻抗匹配跟踪。这是特别重要的天线为了防止插入/返回损失。

每个元素的具体安排取决于你想拉的阻抗源(或负载)向上或向下或向下匹配互连的其余部分。此外,由于每个组件固有的电抗,你只会在特定频率阻抗匹配。并联共振被用来最大化还是振荡信号,或者选择性地过滤信号的组合共振,记住它是有益的。

的一个串联的组件需要被跟踪,和其他元素作为并联连接元素之间的系列元素和源/负载。返回线(微分对)相反的方向传播。另外,分流元素应该直接连接到地面如果组件也连接回地面,创建所需的返回路径。

适当的阻抗匹配的射频电路是一种美

计算组件的值需要是电路分析中的一个基本运动,虽然可以肯定使用香料模拟器。还有计算器在线可以帮助。通常情况下,电容器在pF值范围,可以达到数百nH电感值。一些有经验的设计师知道哪些元素需要放在第一;然后计算收益率的第二个元素的值所需的阻抗。

如果你正在与一个双频天线,情况变得有点棘手,因为您将需要使用两个匹配网络,一个用于每一个乐队。这同样适用于更高数量的乐队。在这种情况下,一个乐队将影响匹配的匹配网络中需要其他乐队。这种耦合同时很难完全匹配两支乐队,和大多数天线/射频设计师确定最佳的组件值迭代匹配网络。

正确的组件值发现一种香料模拟器简化阻抗匹配和帮助减少输入和输出电路损失。与PSpice软件,你可以自动化的过程中找到完美的组件值的自动过滤涉及所有寄生。这是通过PSpice软件的优化器功能也可用于自动化的过程与负载阻抗匹配过滤器。

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