Microruban à travers des composants passifs

Je suis un peu confus avec l'implémentation d'une ligne microruban vers un connecteur u.FL. Afin de maintenir une ligne de 50 Ohms, la largeur de trace devrait être d'environ 0,1 pouce de large, j'ai un réseau de correspondance pi pour `` au cas où '' mis en œuvre en ligne avec le connecteur u.FL. Là où je suis confus, comment feriez-vous une microruban à quelque chose comme une résistance de boîtier 0402? Est-ce là que les guides d'onde coplanaires fonctionnent mieux car ils correspondent mieux aux packages de composants? Je devrais imaginer que beaucoup de réflexions se produiraient en frappant un composant tellement plus petit que la largeur de trace?

Je me le demande aussi depuis longtemps et je n'ai jamais trouvé de bonne réponse. Pour un très court terme en termes de longueur d'onde, comme 1% de la longueur d'onde, un contrôle d'impédance de trace est-il nécessaire? Ma preuve est cependant la suivante:

Pour une courte longueur d'onde, disons 1/100 , l'équation devient la suivante: Z i n ( ℓ ) = Z 0 Z $\lambda$

Mon antenne à brancher sur le connecteur est 50Ohm, donc je pense que ce serait la charge? ou bien serait- réellement l'impédance de trace?$Z_l$

La raison pour laquelle je demande, c'est que je fonctionne essentiellement à partir d'un modem GSM vers un connecteur u.FL, et il serait très facile d'exécuter une trace avec une impédance de ~ 100 ohms (en utilisant un guide d'onde coplanaire) au lieu d'une énorme large 0,1 trace pour micro-bande.

mise à jour: Depuis qu'il a été demandé, mes fréquences d'intérêt sont le spectre L1 GPS (1,575 GHz) et GSM (800-2100 MHz).

Généralement, vos hypothèses sont correctes. Lorsque vous connectez une microruban à un composant, la mesure dans laquelle vous pouvez faire correspondre la taille physique et la forme de cette microruban joue le plus grand rôle. La taille du boîtier, le style de terminaison et la méthode de découpage pour une résistance série sont ce qui compte.

Votre autre hypothèse selon laquelle vous pouvez à peu près ignorer les effets de ligne de transmission pour de courtes séries est également correcte. Souvent, vous verrez le 1/4 d'une longueur d'onde utilisée comme ligne entre une ligne de transmission «courte» (trop courte pour être importante) ou «longue» (importante) en ce qui concerne le signal qui se propage à travers elle, mais je ne suggérerais pas cela en règle générale. Au 1 / 10e de la longueur d'onde et en dessous, même le retard de phase devient sans conséquence et vous pouvez soupirer de soulagement - vous pouvez simplement ignorer complètement la théorie de la ligne de transmission et vous n'irez probablement pas en enfer ou autrement vous serez un mauvais ingénieur pour le faire.

Un moyen plus simple d'y penser est avec la lumière. @mkeith obtient le crédit pour son commentaire où il mentionne des choses «résolvantes». Prenez une leçon des microscopes optiques: ils peuvent résoudre des détails plus petits si vous utilisez la lumière violette, mais il y a juste une limite où tout est trop petit pour être résolu, et c'est parce qu'il est trop petit par rapport à la longueur d'onde pour interagir avec l'onde dans un manière significative. Cela s'applique aux discontinuités pour la plupart - si c'est beaucoup plus petit que la vague, alors la vague ne s'en souciera pas.

Remarque: ci-dessous, je vais donner des conseils plus généraux sur le micro-dépouillement, mais cela s'appliquera plus ou moins en fonction de la longueur d'onde à portée de main.

Maintenant, revenons à la première partie, ma recommandation sur la façon de connecter un microruban caractéristique de 50 Ω à un 0402 ne l'est tout simplement pas. Il y a deux choses auxquelles vous devez penser chaque fois que vous devez provoquer une discontinuité, une réflexion et des parasites.

La réflexion est facile - gardez l'impédance instantanée (caractéristique) d'une ligne de transmission aussi proche de la même pour chaque étape qu'une onde se propageant doit prendre, et assurez-vous que l'autre extrémité se termine avec une impédance de charge adaptée, et tout va bien . Et au moment où vous devez mettre n'importe quel composant en série, ce rêve heureux est foutu. Lors de la connexion et de la mise en page de ces éléments, il est préférable de les visualiser en termes de contrôle des dommages.

Si votre microruban se rétrécit, cela entraînera une discontinuité d'impédance potentiellement importante. Si votre microruban a une largeur de 0,1 ", vous ne voudrez jamais faire quoi que ce soit qui le ferait rétrécir ou s'élargir, sauf lorsque vous coupez un coin bien sûr. Cela signifie que vous devriez vraiment vraiment utiliser un boîtier SMD dont les bornes sont de la même largeur comme votre microruban (ou combinez des packages parallèles pour simuler cela), et un qui a un rapport hauteur / largeur élevé dans la direction de la bande. Et aussi aussi mince que possible. Fondamentalement, vous voulez que cette chose semble être juste une autre longueur de microruban de cuivre que vous pouvez gérer. De toute évidence, un emballage de taille 1210 serait parfait pour un microruban de 0,1 "de large. C'est la même largeur et son rapport d'aspect est ce que vous voulez aussi.

Quoi qu'il en soit, l'objectif est toujours de minimiser toutes les façons dont vous pourriez introduire toute sorte de discontinuité dans l'impédance caractéristique. Vous causez des dégâts, mais essayez d'en faire le moins possible. Limiter les dégâts.

Maintenant, le deuxième problème concerne les parasites. Un passif se compose généralement de deux bornes et des plots pour celles-ci. S'il s'agit d'une série passive, vous devrez créer un espace dans le microruban où le passif est placé. Ce qui signifie que nous venons également de créer un petit condensateur série! Booooo! Si vous utilisez un passif plus large que la bande, vous créerez de plus grandes «plaques», ainsi que des parasites entre les coussinets plus larges et le plan de masse, par rapport à la microruban. Donc, un condensateur parasite en série avec l'espace et les deux extrémités de la microruban et ceux à la terre sur chaque pad également. Si les pads ne sont pas plus larges, alors vous n'avez qu'à vous soucier de la capacité parasite de la série. Si le composant a un rapport d'aspect plus long, cela rend l'espace plus grand et plus l'écart est grand, plus la capacité est faible.

Une dernière chose souvent négligée (pour ne pas dire que vous faites cela, mais quelqu'un livré ici par les conseils utiles de Google et en lisant ceci pourrait): Lorsque vous utilisez cette règle empirique de 1/10 de longueur d'onde, c'est 1/10 de la longueur d'onde dans le moyen de ligne de transmission, pas un vide. Il est un peu complexe de comprendre exactement de quoi il s'agit, car une microruban propage l'onde partiellement à travers le matériau FR4 et partiellement à travers l'air (et le masque de soldat et les squames de chat ou tout ce qui se trouve au-dessus), mais c'est généralement dans quelques% de

Vp étant bien sûr la vitesse de phase, c étant la vitesse de la lumière, et ε_re étant le coefficient diélectrique relatif, qui est généralement d'environ 4,2 pour FR4. Théoriquement. Probablement. Peut être? Dans le cas d'une microruban, le coefficient diélectrique doit être corrigé car seule une partie de l'onde traverse le FR4. Il existe plusieurs façons de procéder en utilisant la largeur de la microruban pour aider à déterminer le coefficient diélectrique «efficace». Mais vraiment, pour savoir si vous avez besoin de vous soucier de tout cela ou non, il est normal de le garer normalement.

Oh, j'ai presque oublié l'antenne! Non, la ligne n'est jamais l'impédance de charge. L'impédance de charge est une charge réelle - l'impédance caractéristique d'une ligne de transmission est l'impédance instantanée (l'onde «voit» 50 ohms empêchant sa propagation en tout point donné le long de la ligne. Cela ne signifie pas qu'il y a 50 ohms d'impédance entre une et l'autre extrémité, mais que, quelle que soit la distance ou la proximité de la charge du front d'onde, il semble toujours que la même impédance instantanée de 50 ohms). Le connecteur 50 ohms conserve simplement cette caractéristique, mais ce n'est en aucun cas une charge. L'antenne est la charge, et elle aura une impédance réactive importante (au moins, en supposant que l'antenne est utile à votre fréquence). Quoi qu'il en soit, tant que l'antenne est de 50 Ω, tout ira bien. Si ce n'est pas ... tu ' ll faudra faire correspondre l'impédance, et cela au-delà de la portée de cette réponse. Et oui, cela signifie que si rien n'est connecté à la prise d'antenne, vous avez une ligne non terminée qui réfléchit la merde et pulvérise la merde à l'extrémité, c'est pourquoi il y a des capuchons d'extrémité de terminaison de 50 Ωque trop souvent les gens n'utilisent pas mais ils devraient! EMC et tout ça.

Réduisez la largeur de ligne à 100 par chanfrein au cours du dernier 1/8 w / l et utilisez du ruban de cuivre pour faire correspondre la réactance. Faites glisser le bit de ruban de cuivre de différentes tailles pour obtenir le meilleur transfert de puissance ou le plus faible coefficient de réflexion.