RF 구성 요소와 케이블이 여전히 큰 이유는 무엇입니까?

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지난 수십 년 동안 IC의 출현으로 회로의 크기는 시간이 지남에 따라 기하 급수적으로 감소했습니다. 그러나 동축 SMA 케이블, 커넥터 및 아래 구성 요소와 같은 RF 구성 요소 및 연결은 여전히 무겁고 큽니다.

왜 축소되지 않았습니까? 이 앰프의 측면에서 볼 수 있듯이 동축이 왜 크기를 줄일 수 없습니까?

rf coax

— 쓸 데 없는 말
소스

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최근에 블루투스 USB 어댑터를 보셨습니까? 고주파 무선 장비는 작게 만들 수 있습니다. 단지 사람이 접근 할 수있는 커넥터를 작게 만드는 것이 해결하는 것보다 더 많은 문제를 야기한다는 것입니다. SMA의 다음 단계는 UFL이며 작은 동축 케이블을 얻을 수 있습니다.

— pjc50

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역 호환성, 향후 호환성, 내구성 / 견고성 등을위한 오버 엔지니어링

— Wesley Lee

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실제로 이진 트랜지스터 만 크기가 크게 줄었습니다. 방열에 의해 제한되는 아날로그 전력 트랜지스터를 포함하여 그 밖의 모든 것이 훨씬 덜 인상적인 방식으로 축소되었습니다.

— Agent_L

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재밌는 사진을 보여줘야합니다. 최신 미니 서킷 케이스 스타일이며 매우 콤팩트합니다. 교체 부품은 일반적으로 각 치수에서 최소 두 배 크기였습니다. 이 작은 패키지는 두 가지 SMA 발사기, 여러 개의 전원 핀을 컴팩트 한 방식으로 결합하기 위해 제조의 승리입니다.

— tomnexus

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마치 자동차가 왜 백만 배 더 작아지지 않았습니까? 아니면 키보드와 스크린? 정보 밀도뿐만 아니라 물리적 시스템을 다루기

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이 앰프의 측면에서 볼 수 있듯이 동축이 왜 크기를 줄일 수 없습니까?

그것은 케이블의 특성 임피던스에 달려 있습니다 :-

숫자를 꽂을 경우, 중심 도체 두께 (d)를 얻을 수 없을 정도로 작지 않게 치수 D를 낮출 수 없습니다. 예를 들어 d = 1mm 인 경우 2.2의 상대 투자율에 대해 D는 약 3.4mm 여야 50Ω 특성 임피던스를 얻을 수 있습니다. 그런 다음 화면의 두께와 플라스틱 외부 덮개가 있습니다.

이 수치는 비례 적으로 축소되지만 0.1mm의 중심 도체가 있다고 상상해보십시오. 얼마나 신뢰할 만하고 얼마나 많은 전류를 전달할 수 있습니까?

75 옴 시스템과 1mm 중심 도체의 경우 치수 D는 6.5mm (비교 투과율 2.2) 여야합니다.

이를 알지 못하는 경우에만 특성 임피던스가 중요합니다.

— 앤디 일명
소스

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빠른 답변을위한 Andy 일명 감사합니다- E위의 방정식에 무엇입니까?

— Tosh

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대답은 다음과 같습니다. microwaves101.com/encyclopedias/why-fifty-ohms 그러나 왜 우리가 제어 임피던스가 필요한지 아직 파악하지 못했다고 생각합니다. 주파수가 상승하고 파장이 작아지고 300 MHz에서 파장이 1 일 때만 미터. 이는 일반적으로 약 10 분의 1보다 긴 케이블 길이가 반사 및 정상파를 방지하기 위해 종료되어야 함을 의미합니다. 0.1Ω으로 종료하는 것은 특히 저전력 시스템에서 비실용적입니다.

— Andy 일명

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또한 케이블과 커넥터가 작을수록 물리적으로 더 취약합니다. 현재 진행중인 프로젝트에는 7 / 0.1 "처럼 보이지만 실제로는 미니 미니 동축 케이블이 있습니다.이 케이블은 멀티 웨이에 번들로 묶여 있어도"일반 "동축 케이블만큼 견고하지 않습니다. 납땜 할 수있는 숙련 된 기술자, 그리고 그에게는 느리게 일합니다

— Graham

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현재 용량 외에도 기계적 응력에 대해서도 고려해야합니다. 와이어를 더 얇게 만들고 임피던스를 유지하더라도 굽힘에 대한 저항력이 점점 약해집니다. 또한 이동 와이어가 끊어지지 않더라도 굽힘으로 인한 폭 차이가 더 큰 차이를 만듭니다.

— Ronan Paixão

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외경이 0.15mm 정도로 작은 uCoax 케이블을 얻을 수 있습니다 (내부 도체는 56AWG와 유사). 그러나 손실이 증가하고 임피던스가 특성 값과 크게 달라지기 때문에 축소하면 대역폭이 점점 낮아집니다. 더 큰 동축 케이블을 사용하여 GHz 범위에 쉽게 도달 할 수 있지만 큰 손실없이 수백 MHz를 얻는 것이 운이 좋을 것입니다.

— Tom Carpenter

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목표가 같지 않기 때문에 기본적으로 잔디 깎는 기계와 공격 헬리콥터를 비교합니다.

IC 및 부품은 일반적으로 제조 공정 및 기술의 개선으로 인해 소형화되어 부품을 작게 만들고 방해 또는 전력 소비를 개선 할 수 있습니다.

그러나 표시되는 SMA 케이블 또는 바이어스 티는이를 위해 설계되지 않았습니다. 그들은 주로 실험실 장비로 사용됩니다. 을 가질 수 있도록 엄격한 표준을 따릅니다. $\Omega$ 미터당 (또는 다른 것이지만 50이 가장 일반적 임) 특성 임피던스와 교정 손실 . 또한 서비스 가능하고 모듈 식이며 가장 중요해야합니다. 시간과 물리적 특성면에서 신뢰할 수 있습니다 (대부분의 실험실 장비 교정이 보장되며 예를 들어 방금 -5 dB를 수신 한 경우 / m 케이블은 실제로 -6dB / m이며 즉시 환불이 가능합니다.)

회로의 RF 신호는 SMA 케이블이 아니라 일반적으로 마이크로 스트립 라인 또는 기타 소형화 된 기술을 통해 전달되지만 위에서 언급 한 특성 (신뢰성 등)을 희생합니다.

— 막심
소스

위의 의견에서 요청한 것과 유사합니다. 왜 우리는 훨씬 더 작은 값 대신 매칭을 위해 표준 임피던스로 50 Ohm을 선택 했습니까? 더 작은 임피던스를 선택함으로써 Andy가 인용 한 방정식에 따라 직경을 줄일 수있는 것 같습니다.

— Tosh

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30 ~ 77 ohm 사이의 트레이드 오프입니다 : microwaves101.com/encyclopedias/why-fifty-ohms

— MaximGi

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실험실 장비는 여전히 크지 만 일반 스마트 폰조차 단일 칩에 여러 개의 라디오가 있다고 생각하십시오. 따라서 RF 회로는 줄어들었지만 실험실 환경에서 모듈 식 장비를 사용하는 전송 은 여전히 몇 가지 규칙을 따라야합니다.

— Ronan Paixão

@ RonanPaixão 의견에 따라 편집, 감사합니다

— MaximGi

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다른 답변에 언급 된 임피던스 외에도 : 필요하지 않거나 다른 말로 시장 수요가 많지 않기 때문입니다.

나는 주로 당신이 이미지를 보여준 것과 같은 아이템을 언급하고 있습니다. 그것들은 품질과 서비스 가능성이 크기보다 큰 실험실 또는 프로토 타이핑 환경에서 주로 발견됩니다 (일부 독점이 아닌 경우). 그리고 당신이 거기에 보여준 바이어스 티를 열면, 100 벅의 경우 이미 비용이 꽤 작고 작동해야 할 범위 (최대 12GHz)가 있음을 알 수 있습니다.

앤디가 말했듯이 임피던스는 동축뿐만 아니라 PCB와 구성 요소와의 정도에서 도체와 서로의 물리적 관계에 관한 것입니다.

실험실 등급 구성 요소를위한 더 많은 흔들림 공간을 확보하는 것이 가능한 가장 작은 크기를 갖는 것보다 훨씬 중요합니다. 또한 특정 가격 마진의 경우 잘못 취급하면 새 퓨즈를 구입하는 대신 퓨즈 / TVS / 보호 장치를 교체 할 수 있기를 원할 것입니다.

UFL 동축 장치는 아무것도 얻지 못하기 때문에 말도 안됩니다.

그러나 현대 소비자 하드웨어를 둘러 보면 작은 UFL 동축이 많이 보입니다 (요즘에는 모든 Wi-Fi 지원 랩톱 또는 라우터가 사용합니다). 광대역에서 유용 할 필요는 없으며 중요합니다. 매우 좁은 대역의 특성과 일치하는 경우

— 플라즈마
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내경 대 외경의 비는 원하는 특성 임피던스 및 사용 된 재료에 의해 설정됩니다. 저손실 저 반사 동작의 경우 해당 비율을 엄격하게 제어하려고합니다.

동축을 작게 만들 수는 있지만 크기 비율을 엄격하게 제어하기가 더 어려워지고, 저항이 높아 케이블 미터당 손실이 높아지고 하드웨어가 덜 견고 해집니다.

뚱뚱한 저손실 케이블을 원한다면 견고성에 대해 말하면 큰 커넥터가 필요합니다. 끝에 작은 커넥터가 달린 뚱뚱한 케이블은 물건을 깨는 데 필요한 레시피입니다.

실험실 또는 산업 환경에서는 견고성이 일반적으로 작습니다. 문제의 케이블을 연결 및 분리하는 것이 아니라 해당 지역의 다른 작업을하는 동안 실수로 케이블에 힘을 가하는 것입니다.

하나의 보드 또는 여러 개의 보드에 같은 상자에 더 많은 물건을 넣음으로써 시스템의 전체 크기를 더 작게 만들 수 있지만 유연성이 떨어집니다.

— 피터 그린
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0.81mm 직경의 동축을 쉽게 사용할 수 있지만 손실이 매우 적습니다 (3dB / m). RF-9913 과 비교0.2dB / m 미만이지만 직경이 10mm 이상인 .

랩톱이나 무선 라우터와 같은 소형 장치 내에서 몇 cm의 손실 케이블은 문제가되지 않지만 더 큰 설정의 경우 성능이 크게 저하됩니다.

또한 저주파에서도 테스트 장비 (WWII 시대 이상)에 BNC 커넥터와 바나나 플러그 / 잭을 사용합니다. 때로는 고전압에 대한 것이지만 종종 표준이기 때문에 광범위한 주파수와 전압에서 충분히 잘 작동하며 어댑터를 사용하여 테스트 장비를 던지기를 원하는 사람은 없습니다.

— 페페 페니
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힘도 중요한 역할을합니다. RF 하드웨어는 표준 커넥터를 사용하며이 커넥터는 책상 밑의 조용한 환경에서 실외 설치에 이르기까지 어디에서나 바람, 비, 눈, 진눈깨비 및 날씨에 노출 될 수있는 곳에 설치할 수 있습니다. 그들을 던졌습니다. 예를 들어 안테나를 PCMCIA 무선 카드에 연결하는 데 사용 된 라인을 따라 약한 커넥터는 이러한 조건에서 하루 종일 지속되지 않습니다.

— 리차드
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묵시적이지만 언급되지 않은 것은 현재입니다. 0.1 ohm에서 1.2V 신호는 0.1mm 와이어에서 12 Amps가 필요합니다. 저전압은 잡음에 매우 민감합니다. 알려진 구성 요소와 알려진 구성 요소 사이에 10mm 랜드가있는 PC 보드를 설계 할 수 있습니다.

두 개의 박스를 연결하는 매우 얇은 12mm 길이의 케이블이 얼마나 유용합니다. 시스템과 SNR에 대해 생각해야합니다. 전선의 저항이 전선의 특성 임피던스를 초과하면 어떻게됩니까? 전력은 전압 제곱을 저항으로 나눈 값입니다. 전류 결합 신호는 경로 길이와 반사에 매우 민감합니다. 인프라를 변경하려고합니다. (USB로 인한 모든 변경 사항을 생각하십시오. 커넥터 크기가 줄어들었지만 여전히 사람의 손가락으로 처리해야합니다. 섀시 뒤의 9X12 미로에서 중간 IPC 커넥터를 변경해보십시오. 당신의 방식으로 작동합니다.

— 윌슨로
소스

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실제로 여기서 무엇을 쓰고 있습니까? 1.2V 신호와 0.1 옴은 어디에서 왔습니까? 왜 12mm 길이의 케이블입니까? 잘못된 질문에 답하고 있습니까?

— 파이프

이 답변은 매우 관련이 있습니다. 낮은 임피던스에 맞춰 케이블을 더 얇게 만들기 위해 전류를 높이고 케이블 저항을 높이면 합리적인 케이블 길이로 불가능한 손실이 발생합니다. 위의 30-77 Ohm tadeoff 링크는 좋은 것입니다. - microwaves101.com/encyclopedias/why-fifty-ohms

— KalleMP