Techniki PCB dla obwodów RF

Po tej uwadze dotyczącej zastosowania technologii liniowej ( Analog.com ) AN47FA (1991) znalazłem tego rodzaju RF-PCB, wśród wielu innych, bardzo podobne (ryc. 32 s. 18 i ryc. F10 s. 107).

(Obrazy są czarno-białe ze względu na estetykę dokumentu.)

Pomijając fakt, że w rzeczywistości są to pojedyncze miedziane płyty, tzn. Nie są to ściśle PCB, niektóre kryteria wynikające z objaśnień dokumentu:

• Skróć wyjściowe długości przewodów,
• Użyj globalnej płaszczyzny uziemienia,
• Użyj płyty za złączem jako płaszczyzny odbicia.

Ale czy te techniki faktycznie są znormalizowane w bardziej nowoczesnych płytkach RF?

Które powinny być bardziej formalne wytyczne dla tych technik?

Czy są one w jakiś sposób zastąpione lepszymi komponentami technologii drukowania PCB?

Czy te obwody są budowane w ten sposób, ponieważ w tym czasie płytki drukowane były droższe? Naprawdę wątpię w ten ostatni punkt, techniki laboratoryjne do wytwarzania płytek drukowanych były wówczas dobrze znane, a ten sam dokument wskazywał na nieostrożne lutowanie.

Z góry dziękuję,

Nie mogę się zgodzić z legendarnym Jimem Williamsem (i Bobem Pease, który również był znany z tej techniki). Moim zdaniem nie są to obwody RF. Jest to zestaw technik (prób) wypchnięcia modelu skupionego elementu, z którego korzysta wielu projektantów obwodów do coraz wyższych częstotliwości.

Projektowanie obwodów odbywa się na ogół za pomocą naszego modelu elementów skupionych - jest to sposób, w jaki większość z nas się uczy, a większość z nas „myśli” - mamy skupione elementy, takie jak rezystory, tranzystory, kondensatory itp. ... połączone z połączeniami, które nie mają strat, opóźnień ani indukcyjności.

$^1$

Kluczem jest to, że w „prawdziwym” projekcie RF przestajemy myśleć o tych interkonektach jako idealizowanych. Zamiast tego zaczynamy myśleć o dopasowaniu impedancji i modelowaniu połączeń jako linii przesyłowych. Kiedy to zrobimy i wykorzystamy te linie przesyłowe, nie musimy już starać się, aby interkonekty były jak najkrótsze, aby zminimalizować ich wpływ, ponieważ uwzględniamy ich wpływ od samego początku. Właśnie dlatego wszystkie konstrukcje RF są (a przynajmniej powinny być) wykonywane przy użyciu linii transmisyjnych i dopasowania impedancji.

Zaletą budowy obwodu, jak pokazano tutaj, jest to, że jest szybki. Po prostu weź kawałek miedzianej płyty prototypowej, lutuj razem i voila, którą mamy do przetestowania. Myślę, że we współczesnej inżynierii to się zmieniło, ponieważ urządzenia stały się coraz mniejsze i teraz (przynajmniej w mojej linii pracy) projektujemy płytę do testowania na etapie projektowania - testowanie jest podstawową częścią procesu projektowania. (jeśli nie możesz wiarygodnie i wielokrotnie testować projektu, nie możesz go sprzedać).

Zauważ, że nawet w RF czasami projektujemy nadal bez linii transmisyjnych, ale wtedy musimy bardzo dokładnie modelować interkonekty, aby zweryfikować wydajność.

Tak więc, aby naprawdę odpowiedzieć na twoje pytanie, nie, nie ma takich standardowych wytycznych dotyczących projektowania RF, ponieważ nie jest to coś, co dzieje się w przypadku bardzo nowoczesnego projektowania RF.

$^1$

Te przykłady nie są obwodami produkcyjnymi. Są to prototypy zbudowane przez Jima Williamsa, który był znanym inżynierem aplikacji w Linear Technology, zanim zostały kupione przez Analog.

Technika ta nazywa się sczepianiem lutowia.

O ile wiem, nigdy nie jest on wykorzystywany do produkcji, z wyjątkiem niektórych bardzo prostych przypadków, takich jak podłączenie cewki indukcyjnej do obwodu.

Ale czy te techniki faktycznie są znormalizowane w bardziej nowoczesnych płytkach RF?

Tak, nawet przy produkcji płytki drukowanej korzystne jest użycie płaszczyzny uziemienia, krótkie przewody. Zwykle używasz złącza przeznaczonego do montażu na płytce drukowanej zamiast tej „płytki odbijającej”.

Które powinny być bardziej formalne wytyczne dla tych technik?

Tak, istnieją bardziej formalne wytyczne. Prawdopodobnie zajmie to książkę lub dwie, aby je wyjaśnić.

To nie jest „obwód RF”, jaki znamy dzisiaj, bardziej jak szybki analog

Technika, którą tutaj widzisz, nazywa się martwym błędem , montaż elementów odręcznie na czystej miedzi, która służy również jako płaszczyzna uziemienia. Choć wydaje się to dziwne dla kogoś, kto jest przyzwyczajony do „projektowania RF” będącego domeną obwodów elementów rozproszonych w zakresie GHz, techniki „martwych błędów” są bardzo dobre do prototypowania i obwodów jednorazowych w zakresach HF i VHF, w których występuje breadboarding i perfboard raczej bezużyteczne, ale skupione elementy obwodu są nadal przydatne. Jest także przydatny w przypadku innych rodzajów szybkich lub precyzyjnych obwodów analogowych, ponieważ „okablowanie powietrzne” technik martwych błędów jest dobre do precyzyjnych prac przy niskim wycieku (powietrze jest głupio dobrym izolatorem w otoczeniu o małym sygnale), oraz małe obszary pętli i dobra płaszczyzna uziemienia zmniejszają podatność na nadchodzące fale radiowe.