수동 부품을 통한 마이크로 스트립


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u.FL 커넥터에 대한 마이크로 스트립 라인의 구현과 약간 혼동됩니다. 50Ohm 라인을 유지하려면 트레이스 너비가 ~ 0.1 인치 너비가되어야하는데, u.FL 커넥터와 함께 구현 된 경우에 따라 '필요한 경우'를위한 파이 매칭 네트워크를 가지고 있습니다. 혼란 스러울 곳은 0402 패키지 저항과 같은 마이크로 스트립을 어떻게 사용합니까? 동일 평면 도파관이 구성 요소 패키지와 더 잘 일치하므로 성능이 더 좋은 곳입니까? 트레이스 너비보다 훨씬 작은 구성 요소에 부딪히면 반사가 많이 발생해야합니까?

또한 나는 이것을 오랫동안 궁금해했으며 좋은 대답을 찾지 못했습니다. 파장의 1 %와 같이 파장 측면에서 매우 짧은 실행을 위해서는 트레이스 임피던스 제어가 필요합니까? 이것에 대한 나의 증거는 다음과 같습니다 :

Zin()=Z0ZL+jZ0tan(β)Z0+jZLtan(β)

단파장 1/100 의 경우 방정식은 다음과 같습니다. Z i n ( ) = Z 0 Z Lλ

Zin()=Z0ZLZ0

커넥터에 연결되는 안테나는 50Ohm이므로 부하가 될 것이라고 생각합니까? 아니면 실제로 트레이스 임피던스일까요?Zl

내가 묻는 이유는 기본적으로 GSM 모뎀에서 u.FL 커넥터로 실행 중이기 때문에 0.1in의 넓은 너비 대신 ~ 100ohm 임피던스 (동면 도파관 사용)로 트레이스를 실행하는 것이 매우 쉽습니다. 마이크로 스트립에 대한 추적.

업데이트 : 요청을 받았으므로 관심있는 주파수는 L1 GPS (1.575GHz) 및 GSM 스펙트럼 (800-2100MHz)입니다.


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1. 더 얇은 보드 또는 다층 보드를 사용하여 더 좁은 마이크로 스트립을 얻습니다. 2. 0805 또는 2012와 같은 더 큰 부품을 사용하십시오.
Photon

어떤 주파수를 사용하고 있습니까?
Andy 일명

더 큰 구성 요소의 패키지 기생이 걱정되는 경우 두 구성 요소를 병렬로 사용할 수 있습니다. 그러나 @ThePhoton이 권장하는 것처럼 유전체 높이를 더 작게 만들 것입니다. 100mil 흔적은 62mil 보드를 사용하는 것 같습니다. 15mil 보드 (또는 참조 평면이 될 레이어 1과 2 사이의 15mil 간격)를 사용하면 20mil 트레이스와 같은 것을 사용할 수 있습니다.
scld

63mil 보드를 사용하는 것을보고 있었지만 실제로는 훨씬 더 작은 보드 두께로 옮겨야한다고 생각하고 있습니다. 더 큰 부품은 임피던스와 일치하는 것이 아니라면 여전히 괜찮을 것입니다. .. 그래서 나는 그들을 조정할 수 있습니다.
MadHatter

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매우 짧은 (파장에 비해) 런에서 임피던스는 그다지 중요하지 않지만, 여전히 어쨌든 일치 시키려고합니다. 나는 100mil 트레이스 너비가 어리 석다는 것에 동의합니다. 또한 구성 요소 크기 / 추적 너비 문제와 관련하여 큰 크기 차이를 피하는 것이 가장 좋지만, 넥 다운 영역이 파장보다 훨씬 짧은 경우 반사가 최소화됩니다. 반사 된 EM 파의 분해능과 파장 사이에는 관계가 있습니다. 파장보다 훨씬 작은 물체는 강한 반사를 일으키지 않습니다.
mkeith

답변:


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일반적으로 귀하의 가정은 정확합니다. 마이크로 스트립을 구성 요소에 연결할 때 마이크로 스트립의 물리적 크기와 모양을 얼마나 가깝게 일치시킬 수 있는지가 가장 큰 역할을합니다. 직렬 저항의 패키지 크기, 종단 스타일 및 트림 방법이 중요합니다.

단거리 전송 라인 효과를 거의 무시할 수 있다는 다른 가정도 정확합니다. 신호를 전달하는 신호와 관련하여 '짧은'전송 라인 (너무 짧음) 또는 '긴'(물질) 사이의 라인으로 사용되는 파장의 1/4을 종종 볼 수 있지만 제안하지는 않습니다. 일반적으로 파장의 1/10 이하는 위상 지연조차도 중요하지 않으며 릴리프로 한숨을 쉬는 곳입니다. 전송선 이론을 완전히 무시할 수 있습니다. 아마도 엔지니어에게 가지 않거나 그렇지 않으면 나쁜 엔지니어가 될 것입니다.

이것을 생각하는 가장 쉬운 방법은 빛입니다. @mkeith은 '해결'에 대해 언급하면서 자신의 의견을 인정합니다. 광학 현미경을 통해 교훈을 얻으십시오. 보라색 빛을 사용하면 더 작은 세부 사항을 해결할 수 있지만 모든 것이 너무 작아서 해결하기에는 한계가 있습니다. 이는 파장과 비교하여 파장과 비교하여 너무 작아서 의미있는 방법. 이것은 대부분 불연속에 적용됩니다. 파도보다 훨씬 작 으면 파도는 신경 쓰지 않습니다.

참고 : 아래에서는 미세 스트리핑에 대한 일반적인 팁을 제공하려고하지만 현재 파장에 따라 다소 적용됩니다.

이제 첫 번째 부분으로 돌아가서, 50Ω 특성 마이크로 스트립을 0402에 연결하는 방법에 대한 권장 사항은 간단하지 않습니다. 불연속, 반사 및 기생을 유발해야 할 때마다 고려해야 할 두 가지가 있습니다.

반사가 용이합니다. 전파가 전파되는 모든 단계에서 전송 라인의 순간 (특성) 임피던스를 거의 동일하게 유지하고, 다른 쪽 끝은 정합 된 부하 임피던스로 종료해야합니다. . 그리고 당신이 어떤 구성 요소를 직렬로 놓아야 할 순간, 그 행복한 꿈은 망하게됩니다. 이 물건을 연결하고 배치 할 때 손상 제어 측면에서 보는 것이 가장 좋습니다.

마이크로 스트립이 좁 으면 임피던스 불연속이 크게 발생할 수 있습니다. 마이크로 스트립의 너비가 0.1 "인 경우에는 물론 코너를 연귀 할 때를 제외하고 좁아 지거나 넓어 질 수있는 어떠한 작업도하고 싶지 않습니다. 따라서 터미널의 너비가 동일한 SMD 패키지를 사용해야합니다. 마이크로 스트립 (또는이를 시뮬레이션하기 위해 병렬 패키지를 결합)으로, 스트립 방향으로 높은 종횡비를 가진 것과 가능한 한 얇은 것으로 기본적으로이 길이가 다른 길이 인 것처럼 보이기를 원합니다 분명히 1210 크기의 패키지는 0.1 "폭의 마이크로 스트립에 적합합니다. 너비가 동일하며 가로 세로 비율도 원하는 것입니다.

어쨌든, 목표는 항상 특성 임피던스에 어떤 종류의 불연속성을 도입 할 수있는 모든 방법을 최소화하는 것입니다. 피해를 입히고 있지만 가능한 한 적게 노력하십시오. 피해 관리.

두 번째 문제는 기생입니다. 패시브는 일반적으로 두 개의 터미널과 그에 대한 패드로 구성됩니다. 직렬 패시브 인 경우 마이크로 스트립에서 패시브가 배치되는 간격을 만들어야합니다. 이것은 우리가 단지 작은 직렬 커패시터를 만들었다는 것을 의미합니다! Booooo! 스트립보다 넓은 패시브를 사용하는 경우 마이크로 스트립에 비해 더 큰 '플레이트'와 더 넓은 패드와 접지면 사이에 기생이 발생합니다. 따라서 마이크로 스트립의 간극과 양단이있는 하나의 직렬 기생 커패시터와 하나의 패드에서 접지하는 것도 있습니다. 패드가 더 넓지 않으면 주로 직렬 기생 커패시턴스에 대해 걱정해야합니다. 구성 요소의 종횡비가 더 길어 간격이 더 커지고 간격이 클수록 커패시턴스가 낮아집니다.

마지막으로 간과 된 것 중 하나는 (이 작업을 수행하는 것은 아니지만 Google의 유용한 지침에 따라 여기에 전달 된 사람이 읽을 수 있음을 의미합니다.) : 1/10 파장 법칙을 사용할 때 파장의 1/10 입니다. 진공이 아닌 전송 라인 매체. 마이크로 스트립이 FR4 재료를 통해 부분적으로 공기를 통해 부분적으로 전파되고 (그리고 솔더 마스크 및 고양이 비듬 또는 그 위에있는 것) 파동을 전파하기 때문에 이것이 정확히 무엇인지 알아내는 것은 약간 복잡하지만 일반적으로 몇 % 안에 있습니다.

Vp=cεre

물론 Vp는 위상 속도, c는 빛의 속도, ε_re는 상대 유전 계수이며, 일반적으로 FR4의 경우 약 4.2입니다. 이론적으로. 아마. 아마도? 마이크로 스트립의 경우, 일부 파동 만이 FR4를 통과하기 때문에 유전 계수를 보정해야합니다. '유효한'유전 계수를 결정하는 데 도움이되도록 마이크로 스트립의 너비를 사용하여 여러 가지 방법으로이 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 실제로, 당신이 이것 중 하나에 대해 걱정할 필요가 있는지 알아 내기 위해, 보통 그것을 주차하는 것이 좋습니다.

아, 나는 거의 안테나를 잊었다! 아니요, 라인은 절대 부하 임피던스가 아닙니다. 부하 임피던스는 실제 부하입니다. 전송 라인의 특성 임피던스는 순간 임피던스입니다 (파동은 50 옴을 보여 주어 라인을 따라 특정 지점에서 전파되는 것을 방해합니다). 파면의 부하에서 얼마나 멀리 또는 가까운 거리에 관계없이 항상 동일한 50ohm 순간 임피던스로 보입니다. 50 옴 커넥터는 단순히이 특성을 유지하지만 부하가 아닙니다. 안테나는 부하이며, 상당한 반응성 임피던스를가집니다 (적어도 안테나가 주파수에서 유용한 것으로 가정). 어쨌든 안테나가 50Ω 안테나라면 괜찮을 것입니다. 그렇지 않다면 ... 임피던스와 일치해야하며 이것은이 답변의 범위를 벗어납니다. 그렇습니다. 즉, 안테나 잭에 아무것도 연결되어 있지 않으면 불량을 반영하고 끝을 긁어내는 종단되지 않은 선이 있으므로 50Ω 종단 엔드 캡이 있습니다.너무 자주 사람들은 사용하지 않지만 그들은 사용해야합니다! EMC와 그 모든 것.


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마지막 1/8 w / l에 걸쳐 모따기로 선폭을 100으로 줄이고 구리 테이프를 사용하여 리액턴스를 일치시킵니다. 최상의 크기의 전력 전송 또는 최저 반사 계수를 얻기 위해 다양한 크기의 구리 테이프의 슬라이드 비트.

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