Пасивни компоненти в радиочестотните схеми
Резистори, кондензатори, антени... Научете за пасивните компоненти, използвани в радиочестотните системи.
Радиочестотните системи не се различават коренно от другите видове електрически вериги. Прилагат се същите закони на физиката и следователно основните компоненти, използвани в радиочестотните конструкции, се намират и в цифровите схеми и нискочестотните аналогови схеми.
Въпреки това, проектирането на радиочестотни системи (RF) е свързано с уникален набор от предизвикателства и цели и следователно характеристиките и употребата на компонентите изискват специално внимание, когато работим в контекста на RF. Също така, някои интегрални схеми изпълняват функционалност, която е силно специфична за RF системите – те не се използват в нискочестотни схеми и може да не са добре разбрани от тези, които имат малък опит с техниките за RF проектиране.
Често категоризираме компонентите като активни или пасивни и този подход е еднакво валиден и в областта на радиочестотните везни. Новината разглежда пасивните компоненти по-специално във връзка с радиочестотните вериги, а следващата страница разглежда активните компоненти.
Кондензатори
Идеалният кондензатор би осигурил абсолютно същата функционалност за сигнал от 1 Hz и сигнал от 1 GHz. Но компонентите никога не са идеални и неидеалностите на кондензатора могат да бъдат доста значителни при високи честоти.
„C“ съответства на идеалния кондензатор, който е скрит сред толкова много паразитни елементи. Имаме небезкрайно съпротивление между пластините (RD), последователно съпротивление (RS), последователна индуктивност (LS) и паралелен капацитет (CP) между контактните площадки на печатната платка и заземителната равнина (предполагаме, че са компоненти за повърхностен монтаж; повече за това по-късно).
Най-съществената неидеалност, когато работим с високочестотни сигнали, е индуктивността. Очакваме импедансът на кондензатора да намалява безкрайно с увеличаване на честотата, но наличието на паразитна индуктивност кара импедансът да спада при собствената резонансна честота и след това да започне да се увеличава:
Резистори и др.
Дори резисторите могат да бъдат проблемни при високи честоти, защото имат последователна индуктивност, паралелен капацитет и типичния капацитет, свързан с контактните площадки на печатните платки.
И това повдига важен момент: когато работите с високи честоти, паразитни елементи в схемите са навсякъде. Колкото и прост или идеален да е един резистивен елемент, той все пак трябва да бъде опакован и запоен към печатна платка, а резултатът е паразитни елементи. Същото важи и за всеки друг компонент: ако е опакован и запоен към платката, паразитни елементи са налице.
Кристали
Същността на радиочестотната терапия е манипулирането на високочестотни сигнали, така че те да предават информация, но преди да ги манипулираме, трябва да ги генерираме. Както и при други видове схеми, кристалите са основно средство за генериране на стабилна честотна референтна стойност.
Въпреки това, при цифровото и смесено-сигнално проектиране, често се случва кристално-базираните схеми всъщност да не изискват прецизността, която един кристал може да осигури, и следователно е лесно да се прояви небрежност по отношение на избора на кристал. За разлика от това, радиочестотната схема може да има строги честотни изисквания, а това изисква не само начална честотна точност, но и честотна стабилност.
Честотата на трептене на обикновен кристал е чувствителна към температурни промени. Получената честотна нестабилност създава проблеми за радиочестотните системи, особено за системите, които ще бъдат изложени на големи промени в околната температура. По този начин, системата може да изисква TCXO, т.е. температурно компенсиран кристален осцилатор. Тези устройства включват схеми, които компенсират честотните промени на кристала:
Антени
Антената е пасивен компонент, който се използва за преобразуване на радиочестотен електрически сигнал в електромагнитно излъчване (ЕМЛ) или обратно. С други компоненти и проводници се опитваме да сведем до минимум ефектите на ЕМЛ, а с антените се опитваме да оптимизираме генерирането или приемането на ЕМЛ спрямо нуждите на приложението.
Антенознанието в никакъв случай не е проста работа. Различни фактори влияят върху процеса на избор или проектиране на антена, която е оптимална за конкретно приложение. AAC има две статии (щракнете тук и тук), които предоставят отлично въведение в концепциите за антени.
По-високите честоти са съпроводени с различни дизайнерски предизвикателства, въпреки че антенната част на системата всъщност може да стане по-малко проблематична с увеличаване на честотата, тъй като по-високите честоти позволяват използването на по-къси антени. В днешно време е обичайно да се използва или „чип антена“, която е запоена към печатна платка като типичните компоненти за повърхностен монтаж, или PCB антена, която се създава чрез включване на специално проектирана следа в оформлението на печатната платка.
Обобщение
Някои компоненти са често срещани само в RF приложения, а други трябва да бъдат избрани и внедрени по-внимателно поради неидеалното им високочестотно поведение.
Пасивните компоненти показват неидеална честотна характеристика в резултат на паразитна индуктивност и капацитет.
Радиочестотните приложения може да изискват кристали, които са по-точни и/или стабилни от кристалите, обикновено използвани в цифровите схеми.
Антените са критични компоненти, които трябва да бъдат избрани според характеристиките и изискванията на радиочестотната система.
Микровълновите печки Si Chuan Keenlion предлагат голям избор от теснолентови и широколентови конфигурации, покриващи честоти от 0,5 до 50 GHz. Те са проектирани да обработват входна мощност от 10 до 30 вата в 50-омова предавателна система. Използват се микролентови или лентови конструкции, оптимизирани за най-добра производителност.
Време на публикуване: 03 ноември 2022 г.
