Komponentët Pasivë në Qarqet RF
Rezistorë, kondensatorë, antena. . . . Mësoni rreth komponentëve pasivë të përdorur në sistemet RF.
Sistemet RF nuk janë thelbësisht të ndryshme nga llojet e tjera të qarqeve elektrike. Vlenë të njëjtat ligje të fizikës dhe, si pasojë, komponentët bazë të përdorur në dizajnet RF gjenden edhe në qarqet dixhitale dhe qarqet analoge me frekuencë të ulët.
Megjithatë, projektimi RF përfshin një sërë sfidash dhe objektivash unike, dhe si pasojë karakteristikat dhe përdorimet e komponentëve kërkojnë konsideratë të veçantë kur veprojmë në kontekstin e RF. Gjithashtu, disa qarqe të integruara kryejnë funksionalitete që janë shumë specifike për sistemet RF - ato nuk përdoren në qarqet me frekuencë të ulët dhe mund të mos kuptohen mirë nga ata që kanë pak përvojë me teknikat e projektimit RF.
Ne shpesh i kategorizojmë komponentët si aktivë ose pasivë, dhe kjo qasje është po aq e vlefshme në sferën e RF-së. Lajmi diskuton komponentët pasivë konkretisht në lidhje me qarqet RF, dhe faqja tjetër mbulon komponentët aktivë.
Kondensatorë
Një kondensator ideal do të ofronte saktësisht të njëjtën funksionalitet për një sinjal 1 Hz dhe një sinjal 1 GHz. Por përbërësit nuk janë kurrë idealë, dhe jo-idealitetet e një kondensatori mund të jenë mjaft të rëndësishme në frekuenca të larta.
“C” korrespondon me kondensatorin ideal që është varrosur midis kaq shumë elementëve parazitarë. Ne kemi rezistencë jo të pafundme midis pllakave (RD), rezistencë serie (RS), induktancë serie (LS) dhe kapacitet paralel (CP) midis pllakave të PCB-së dhe planit të tokëzimit (ne po supozojmë komponentë të montuar në sipërfaqe; më shumë për këtë më vonë).
Jo-idealiteti më i rëndësishëm kur punojmë me sinjale me frekuencë të lartë është induktanca. Ne presim që impedanca e një kondensatori të ulet pafundësisht me rritjen e frekuencës, por prania e induktancës parazitare bën që impedanca të ulet në frekuencën vetë-rezonante dhe më pas të fillojë të rritet:
Rezistorë, etj.
Edhe rezistorët mund të jenë problematikë në frekuenca të larta, sepse ato kanë induktancë serike, kapacitet paralel dhe kapacitetin tipik të shoqëruar me pllakat PCB.
Dhe kjo sjell në pah një pikë të rëndësishme: kur punoni me frekuenca të larta, elementët parazitarë të qarkut janë kudo. Pavarësisht se sa i thjeshtë ose ideal është një element rezistiv, ai prapëseprapë duhet të paketohet dhe të bashkohet me kallaj në një PCB, dhe rezultati janë elementë parazitarë. E njëjta gjë vlen edhe për çdo komponent tjetër: nëse është i paketuar dhe i bashkuar me kallaj në pllakë, elementët parazitarë janë të pranishëm.
Kristalet
Thelbi i RF-së është manipulimi i sinjaleve me frekuencë të lartë në mënyrë që ato të përcjellin informacion, por përpara se t'i manipulojmë, duhet t'i gjenerojmë. Ashtu si në llojet e tjera të qarqeve, kristalet janë një mjet themelor për të gjeneruar një referencë të qëndrueshme frekuence.
Megjithatë, në projektimin dixhital dhe me sinjal të përzier, shpesh ndodh që qarqet me bazë kristali në të vërtetë nuk kërkojnë saktësinë që mund të ofrojë një kristal, dhe si pasojë është e lehtë të bëhesh i pakujdesshëm në lidhje me përzgjedhjen e kristalit. Një qark RF, në të kundërt, mund të ketë kërkesa të rrepta për frekuencën, dhe kjo kërkon jo vetëm saktësi fillestare të frekuencës, por edhe stabilitet të frekuencës.
Frekuenca e lëkundjes së një kristali të zakonshëm është e ndjeshme ndaj ndryshimeve të temperaturës. Paqëndrueshmëria e frekuencës që rezulton krijon probleme për sistemet RF, veçanërisht sistemet që do të ekspozohen ndaj ndryshimeve të mëdha në temperaturën e ambientit. Kështu, një sistem mund të kërkojë një TCXO, d.m.th., një oscilator kristali të kompensuar nga temperatura. Këto pajisje përfshijnë qarqe që kompensojnë ndryshimet e frekuencës së kristalit:
Antena
Një antenë është një komponent pasiv që përdoret për të kthyer një sinjal elektrik RF në rrezatim elektromagnetik (EMR), ose anasjelltas. Me komponentë dhe përçues të tjerë përpiqemi të minimizojmë efektet e EMR, dhe me antenat përpiqemi të optimizojmë gjenerimin ose marrjen e EMR në lidhje me nevojat e aplikacionit.
Shkenca e antenave nuk është aspak e thjeshtë. Faktorë të ndryshëm ndikojnë në procesin e zgjedhjes ose projektimit të një antene që është optimale për një aplikim të caktuar. AAC ka dy artikuj (klikoni këtu dhe këtu) që ofrojnë një hyrje të shkëlqyer në konceptet e antenave.
Frekuencat më të larta shoqërohen me sfida të ndryshme në dizajn, megjithëse pjesa e antenës së sistemit në fakt mund të bëhet më pak problematike me rritjen e frekuencës, sepse frekuencat më të larta lejojnë përdorimin e antenave më të shkurtra. Në ditët e sotme është e zakonshme të përdoret ose një "antenë çipi", e cila është e ngjitur në një PCB si komponentët tipikë të montimit në sipërfaqe, ose një antenë PCB, e cila krijohet duke përfshirë një gjurmë të projektuar posaçërisht në paraqitjen e PCB-së.
Përmbledhje
Disa komponentë janë të zakonshëm vetëm në aplikimet RF, dhe të tjerët duhet të zgjidhen dhe zbatohen më me kujdes për shkak të sjelljes së tyre jo-ideale në frekuencë të lartë.
Komponentët pasivë shfaqin përgjigje joideale në frekuencë si rezultat i induktancës dhe kapacitetit parazitar.
Aplikimet RF mund të kërkojnë kristale që janë më të sakta dhe/ose më të qëndrueshme sesa kristalet që përdoren zakonisht në qarqet dixhitale.
Antenat janë komponentë kritikë që duhet të zgjidhen sipas karakteristikave dhe kërkesave të një sistemi RF.
Mikrovalët Si Chuan Keenlion ofrojnë një përzgjedhje të madhe në konfigurime me brez të ngushtë dhe me brez të gjerë, duke mbuluar frekuenca nga 0.5 deri në 50 GHz. Ato janë projektuar për të përballuar fuqi hyrëse nga 10 deri në 30 vat në një sistem transmetimi 50-ohm. Përdoren dizajne me mikroshirit ose shirita, të cilat janë optimizuar për performancën më të mirë.
Koha e postimit: 03 nëntor 2022
