Технология RF цепей - Основы проектирования радиочастотных печатных плат

1.Введение в проектирование радиочастотных печатных плат

В системах беспроводной связи только небольшая часть интерфейсной схемы работает на радиочастотном каскаде, который обычно известен как радиочастотная интерфейсная схема. Оставшаяся часть схемы используется для обработки аналоговых и цифровых сигналов в низкочастотном диапазоне частот. Как правило, в состав радиочастотных интерфейсных схем входят малошумящие усилители, микшеры и усилители мощности. Хотя количество компонентов в этой части схемы намного меньше, чем в схеме основной полосы частот, она по-прежнему является ключом к успеху или неудаче всей системы.

Подобно восьмиугольному правилу при проектировании аналоговых микросхем, при проектировании радиочастотных печатных плат требуется обработка аналогового сигнала в широком динамическом диапазоне и на высокой частоте. Таким образом, при проектировании радиочастотных печатных плат также применяется собственное правило шестиугольности. Шум, линейность, напряжение питания, коэффициент усиления, рабочая частота и мощность являются наиболее важными характеристиками ВЧ-печатных плат. В реальной конструкции любые два или более из этих параметров будут ограничивать друг друга, что приведет к проблемам многомерной оптимизации. Этот компромиссный выбор и взаимные ограничения создают множество проблем при проектировании радиочастотных печатных плат. Часто требуется интуиция и опыт радиочастотного дизайнера, чтобы найти лучшие компромиссы.

Конструкция радиочастотной печатной платы

2. Области применения радиочастотных печатных плат

(1) Радиочастотная печатная плата базовой станции

(2) Радиочастотная печатная плата мобильного телефона

(3) Радиочастотная печатная плата беспроводной локальной сети (WLAN)

(4) Радиочастотная печатная плата глобальной системы позиционирования (GPS)

(5) Радиочастотная печатная плата радиочастотной метки (RFID)

(6) Радиочастотная печатная плата Интернета вещей (IOT)

3.Диаграмма Смита

Обзор: Диаграмма Смита - это особый тип диаграммы, который объединяет характерные параметры и рабочие параметры в единое целое и решается с помощью графического метода. Ее также называют диаграммой импеданса.

Диаграммы Смита широко используются в радиочастотных схемах, таких как радиочастотные микроволновые усилители, генераторы и для согласования импедансов. С их помощью можно считывать полное сопротивление, пропускную способность, коэффициент излучения, коэффициент стоячей волны и другие параметры. Он также может быть использован для проектирования схем согласования ЖК-дисплеев и линий передачи и анализа уровня шума, коэффициента усиления и стабильности схемы.

Типичная диаграмма Смита показана на рисунке 1.7 выше. Диаграмма Смита представляет собой комбинацию кругов сопротивления и реактивного сопротивления. Верхняя часть круга импеданса положительная, что указывает на индуктивность импеданса. Нижняя половина окружности импеданса, X, отрицательна, что указывает на емкостный импеданс. Любая точка на круговой диаграмме соответствует коэффициенту отражения и нормализованному импедансу Z. На круговой диаграмме полного сопротивления координата (-1,0) соответствует точке короткого замыкания, (1,0) - точке обрыва цепи, а (0,0) - точке согласования.

Диаграмма Смита