Пасіўныя кампаненты ў радыёчастотных схемах
Рэзістары, кандэнсатары, антэны... Даведайцеся пра пасіўныя кампаненты, якія выкарыстоўваюцца ў радыёчастотных сістэмах.
Радыёчастотныя сістэмы не адрозніваюцца прынцыпова ад іншых тыпаў электрычных ланцугоў. Тут дзейнічаюць тыя ж законы фізікі, і, такім чынам, асноўныя кампаненты, якія выкарыстоўваюцца ў радыёчастотных канструкцыях, таксама сустракаюцца ў лічбавых схемах і нізкачастотных аналагавых схемах.
Аднак праектаванне радыёчастотных прылад мае на ўвазе ўнікальны набор праблем і задач, і, такім чынам, характарыстыкі і выкарыстанне кампанентаў патрабуюць асаблівай увагі пры працы ў кантэксце радыёчастот. Акрамя таго, некаторыя інтэгральныя схемы выконваюць функцыянальнасць, якая вельмі спецыфічная для радыёчастотных сістэм — яны не выкарыстоўваюцца ў нізкачастотных схемах і могуць быць не зусім зразумелыя тым, хто мае мала досведу ў метадах праектавання радыёчастотных прылад.
Мы часта класіфікуем кампаненты як актыўныя або пасіўныя, і гэты падыход гэтак жа справядлівы і ў галіне радыёчастот. У навінах пасіўныя кампаненты абмяркоўваюцца ў прыватнасці ў сувязі з радыёчастотнымі схемамі, а на наступнай старонцы разглядаюцца актыўныя кампаненты.
Кандэнсатары
Ідэальны кандэнсатар забяспечваў бы аднолькавую функцыянальнасць для сігналу 1 Гц і сігналу 1 ГГц. Але кампаненты ніколі не бываюць ідэальнымі, і неідэальнасць кандэнсатара можа быць даволі значнай на высокіх частотах.
«C» адпавядае ідэальнаму кандэнсатару, схаванаму сярод мноства паразітных элементаў. Мы маем не бясконцае супраціўленне паміж абкладкамі (RD), паслядоўнае супраціўленне (RS), паслядоўную індуктыўнасць (LS) і паралельную ёмістасць (CP) паміж кантактнымі пляцоўкамі друкаванай платы і плоскасцю зямлі (мы мяркуем кампаненты павярхоўнага мантажу; пра гэта пазней).
Найбольш істотнай неідэальнасцю пры працы з высокачастотнымі сігналамі з'яўляецца індуктыўнасць. Мы чакаем, што імпеданс кандэнсатара будзе бясконца памяншацца з павелічэннем частаты, але наяўнасць паразітнай індуктыўнасці прыводзіць да таго, што імпеданс паніжаецца на ўласнай рэзананснай частаце, а затым пачынае павялічвацца:
Рэзістары і інш.
Нават рэзістары могуць ствараць праблемы на высокіх частотах, бо яны маюць паслядоўную індуктыўнасць, паралельную ёмістасць і тыповую ёмістасць, уласцівую кантактным пляцоўкам друкаванай платы.
І гэта падымае важны момант: калі вы працуеце з высокімі частотамі, паразітныя элементы схемы ёсць усюды. Незалежна ад таго, наколькі простым ці ідэальным з'яўляецца рэзістыўны элемент, яго ўсё роўна трэба ўпакаваць і прыпаяць да друкаванай платы, і ў выніку ўзнікаюць паразіты. Тое ж самае тычыцца любога іншага кампанента: калі ён упакаваны і прыпаяны да платы, паразітныя элементы прысутнічаюць.
Крышталі
Сутнасць радыёчастот заключаецца ў маніпуляванні высокачастотнымі сігналамі для перадачы інфармацыі, але перад тым, як маніпуляваць, нам трэба згенераваць сігнал. Як і ў іншых тыпах схем, крышталі з'яўляюцца асноўным сродкам генерацыі стабільнай апорнай частаты.
Аднак у лічбавых і змешаных схемных рашэннях часта здараецца, што схемы на аснове крышталя насамрэч не патрабуюць дакладнасці, якую можа забяспечыць крышталь, і, такім чынам, лёгка стаць нядбайнымі ў дачыненні да выбару крышталя. ВЧ-схема, наадварот, можа мець строгія патрабаванні да частаты, і гэта патрабуе не толькі пачатковай дакладнасці частаты, але і стабільнасці частаты.
Частата ваганняў звычайнага крышталя адчувальная да змен тэмпературы. Узніклая ў выніку нестабільнасць частаты стварае праблемы для радыёчастотных сістэм, асабліва для сістэм, якія будуць падвяргацца вялікім зменам тэмпературы навакольнага асяроддзя. Такім чынам, сістэме можа спатрэбіцца TCXO, г.зн. тэмпературна-кампенсаваны крышталічны генератар. Гэтыя прылады ўключаюць схему, якая кампенсуе змены частаты крышталя:
Антэны
Антэна — гэта пасіўны кампанент, які выкарыстоўваецца для пераўтварэння радыёчастотнага электрычнага сігналу ў электрамагнітнае выпраменьванне (ЭМІ) і наадварот. З дапамогай іншых кампанентаў і праваднікоў мы імкнемся мінімізаваць уздзеянне ЭМІ, а з дапамогай антэн мы імкнемся аптымізаваць генерацыю або прыём ЭМІ ў адпаведнасці з патрэбамі прымянення.
Навука пра антэны — справа няпростая. Розныя фактары ўплываюць на працэс выбару або праектавання антэны, аптымальнай для канкрэтнага прымянення. У AAC ёсць два артыкулы (націсніце тут і тут), якія даюць выдатнае ўвядзенне ў канцэпцыі антэн.
Больш высокія частоты суправаджаюцца рознымі праблемамі канструкцыі, хоць антэная частка сістэмы можа насамрэч стаць менш праблематычнай па меры павышэння частаты, паколькі больш высокія частоты дазваляюць выкарыстоўваць карацейшыя антэны. У наш час звычайна выкарыстоўваецца альбо «чып-антэна», якая прыпаяна да друкаванай платы, як звычайныя кампаненты павярхоўнага мантажу, альбо антэна на друкаванай плаце, якая ствараецца шляхам уключэння спецыяльна распрацаванай дарожкі ў разметку друкаванай платы.
Кароткі змест
Некаторыя кампаненты распаўсюджаныя толькі ў радыёчастотных прымяненнях, а іншыя павінны быць выбраны і рэалізаваны больш старанна з-за іх неідэальных высокачастотных паводзін.
Пасіўныя кампаненты дэманструюць неідэальную частотную характарыстыку з-за паразітнай індуктыўнасці і ёмістасці.
Прымяненне радыёчастотных прылад можа запатрабаваць крышталяў, якія з'яўляюцца больш дакладнымі і/або стабільнымі, чым крышталі, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў лічбавых схемах.
Антэны з'яўляюцца найважнейшымі кампанентамі, якія неабходна выбіраць у адпаведнасці з характарыстыкамі і патрабаваннямі радыёчастотнай сістэмы.
Мікрахвалевыя печы Si Chuan Keenlion прапануюць шырокі выбар вузкапалосных і шырокапалосных канфігурацый, якія ахопліваюць частоты ад 0,5 да 50 ГГц. Яны прызначаны для апрацоўкі ўваходнай магутнасці ад 10 да 30 Вт у сістэме перадачы з нагрузкай 50 Ом. Выкарыстоўваюцца мікрапалосныя або палосныя канструкцыі, аптымізаваныя для найлепшай прадукцыйнасці.
Час публікацыі: 03 лістапада 2022 г.
