RF를 전달하는 각 트레이스의 특성 임피던스가 50Ohm이어야합니까? 어떻게?

VHF (160MHz) 수신기 회로도를 PCB로 변환해야합니다. 여기저기서보고 난 후에 약간 혼란 스러워요.

RF의 주요 문제는 다음과 같습니다.

근접 트랙 (용량 증가), 넓은 트랙 (아래에 접지면이있는 커패시터) 및 긴 트랙 (인덕턴스 증가)을 피함으로써 스트레이 인덕터 및 커패시터를 방지
"특성 임피던스"의 갑작스러운 변화를 피함으로써 신호 반사를 피합니다.

[다른 사람들을 그리워했다면 알려주십시오]

나는 특징적인 임피던스가 무엇인지에 대한 모호한 아이디어를 가지고 있지만 (이 훌륭한 비디오 는 많은 도움이되었지만) 동등한 RLC 회로의 임피던스처럼 들립니다.

신호의 길이와 주파수에 따라 달라집니다. 어떻게되지 않습니까?
직관적으로 각 패드 간 추적의 특성 임피던스를 계산하고 항상 50Ohm인지 확인해야합니다. 그 경우입니까?

온라인 계산기는 50Ω을 얻기 위해 0.9mm의 너비 (18um 두께의 구리, 4.7의 유전율, 0.5mm의 인쇄물)를 제공합니다. 즉, 모든 트레이스를이 너비로 라우팅하여 짧게 유지하지만 서로 너무 가까이 있지 않아도 걱정할 필요가 없습니다.

pcb rf impedance

— 사용자
소스

다른 하나 : youtube.com/watch?v=Il_eju4D_TM

— AndreKR

길이와 신호 주파수에 관계없이 PCB 트레이스의 임피던스는 어떻게 50ohm 일 수 있습니까?

— Phil Frost

답변:

나는 어떤 특성 임피던스에 대한 모호한 생각 만 가지고 있습니다.

특성 임피던스는 트레이스를 따라 전파되는 신호에 대한 전압 대 전류의 비율 (따라서 임피던스)이며 트레이스를 따라 커패시턴스와 인덕턴스의 균형에 의해 결정됩니다.

길이와 빈도에 따라 달라집니다. 어떻게되지 않습니까?

특성 임피던스는 커패시턴스에 대한 인덕턴스의 비율에 따라 다릅니다. 트레이스 길이가 증가하면 인덕턴스와 캐패시턴스가 선형으로 증가하기 때문에 그 비율은 트레이스 길이에 의존하지 않습니다.

또한 한계 내에서 이러한 파라미터는 주파수에 따라 크게 변하지 않으므로 비율은 주파수에 의존하지 않으며 특성 임피던스는 주파수에 의존하지 않습니다.

직관적으로 각 패드 간 추적의 특성 임피던스를 계산하고 항상 50Ohm인지 확인해야합니다. 그 경우입니까?

구동 회로가 50ohm 부하를 구동하도록 설계 되었다면 일반적으로 그렇습니다. 또한 회로의 세부 사항에 따라 트레이스의 적어도 한쪽 끝과 가능하면 둘 다에서 종단 처리를 제공하려고합니다.

일반적으로 각 연결마다 별도의 계산을 수행 할 필요가 없습니다. 보드 스택 업을보고 50 옴 특성 임피던스를 달성하는 트레이스 폭을 찾아 모든 트레이스를 해당 폭으로 만듭니다. 레이아웃 환경에 따라 마이크로 스트립, 스트립 라인 또는 동일 평면 도파관 형상을 사용할 수 있습니다. PCB의 각 신호 레이어에 대해 별도의 계산을 수행하고, 모든 조합을 사용해야하는 경우 다른 유형의 형상 (마이크로 스트립 및 동일 평면 상, 단일 종단 및 차등)에 대해 별도의 계산을 수행합니다.

트레이스 길이가 작동 주파수에서 파장의 약 1/10 미만인 경우, 종종 일치하지 않는 트레이스를 사용하여 벗어날 수 있습니다.

— 광자
소스

고마워 마이크로 스트립, 스트립 라인 및 도파관 사용시기 또한 반사가 전압을 어떻게 변화시키는 지에 대해 혼란스러워합니다. 내 편집 내용을 살펴 봐야합니까?

— user42875

사실 여기 : electronics.stackexchange.com/questions/165099/…

— user42875

내가 요약 한 모든 것을 요약 한 것처럼 보이므로 귀하의 질문에 대답하는 (쉬운) 수학에 들어갈 것입니다.

이것을 확인하십시오 . 여기에 다시 쓰겠습니다.

Z_{i n} (ℓ) = Z_{0} \frac{Z_{L} + j Z_{0} \tan (β ℓ)}{Z_{0} + j Z_{L} \tan (β ℓ)}

$Z_\mathrm{in} (\ell)=Z_0 \frac{Z_L + jZ_0\tan(\beta \ell)}{Z_0 + jZ_L\tan(\beta \ell)}$

위의 공식을 통해 특성 임피던스 를 알고 있으면 무손실 전송 라인의 입력 임피던스를 계산할 수 있습니다. $Z_0$ $Z_L$ $\beta=\frac{2\pi}{\lambda}$ $\lambda$ 상기 전송선의 파장이다.

이제는 복잡한 공식 인 것 같습니다. 입력 임피던스가 엉망이라는 것입니다.

이 "메스"를 개선하는 방법에는 두 가지가 있습니다.

$\tan(\beta \ell)=0$
$Z_L = Z_0$

$Z_L=Z_0$

Z_{i n} (ℓ) = Z_{0} \frac{Z_{0} + j Z_{0} \tan (β ℓ)}{Z_{0} + j Z_{0} \tan (β ℓ)} = Z_{0}

$Z_\mathrm{in} (\ell)=Z_0 \frac{Z_0 + jZ_0\tan(\beta \ell)}{Z_0 + jZ_0\tan(\beta \ell)}=Z_0$

그리고 그것이 마법이 일어나는 곳입니다. 입력 임피던스는 트레이스 길이에 의존하지 않으며 전송 라인을 사용할 때 전송 라인의 길이를 신경 쓰고 싶지 않기 때문에 큰 영향을 미칩니다. 파도, 아마도 10m 이상의 케이블이 ... 행운을 빕니다.

$50\Omega$ $50\Omega$ 임피던스. IC에는 아마도 50ohms 출력 및 입력 포트가 있으므로 50ohms 트레이스를 사용하는 것이 바로 당신이 원하는 것입니다.

$^{TM}$

— 블라디미르 크레이브로
소스

분명히 50Ohm은 전력 전송과 감쇠 사이의 좋은 타협이기 때문에 사용됩니다 ... 어떻게 작동하는지 완전히 명확하지는 않습니다. 이것에 감사합니다!

— user42875

리플렉션이 어떻게 작동하는지 이해하고 그것을 보려고 신경 쓰도록 내 대답을 업데이트했습니다.

— user42875

@ user42875 원래 질문을 편집하지 말고 다른 질문을 게시하십시오 (이미 답변 된 경우 검색 후).

— Vladimir Cravero

좋아, 여기에 완료 : electronics.stackexchange.com/questions/165099/…

— user42875