Методы печатных плат для радиочастотных цепей

Следуя этой линейной технологии ( Analog.com ) Замечания по применению AN47FA (1991), я обнаружил, что эти виды РЧ-печатных плат, среди многих других, очень похожи (рис.32 с.18 и рис. F10 с.107).

(Изображения чёрно-белые из-за эстетики документа.)

Если оставить в стороне то, что это на самом деле отдельные медные пластины, то есть, строго говоря, не печатные платы, некоторые критерии, вытекающие из пояснений к документу:

• Сократить длину выводного провода,
• Используйте глобальную наземную плоскость,
• Используйте пластину за разъемом в качестве плоскости отражения.

Но действительно ли эти методы стандартизированы в более современных радиочастотных печатных платах?

Что должно быть более формальным руководством для этих методов?

Их как-то вытесняют более качественные компоненты печатной платы?

Или эти схемы построены таким образом, потому что в то время печатные платы были дороже? Я действительно сомневаюсь в этом последнем пункте, лабораторные методы изготовления печатных плат были хорошо известны в то время, и тот же документ указывал на небрежную пайку.

Заранее спасибо,

Я должен не согласиться с легендарным Джимом Уильямсом (и Бобом Пизом, который также был известен этой техникой). Это, на мой взгляд, не радиочастотные схемы. Это набор техник (чтобы) подтолкнуть модель с сосредоточенными элементами, которую многие разработчики схем используют до более высоких и высоких частот.

Проектирование цепей обычно выполняется с использованием нашей модели проектирования с сосредоточенными элементами - так большинство из нас обучаются, а большинство из нас «думают» - у нас есть сосредоточенные компоненты, такие как резисторы, транзисторы, конденсаторы и т. Д., Связанные с соединениями, которые не иметь потерь, задержек или индуктивности.

Конечно, на практике эти соединения действительно имеют потери (сопротивление), индуктивность, емкость и т.д. Воздействие этих неидеальных межсоединений становятся все более и более важной проблемой на более высокой частоте ( в основном индуктивность часть в данном случае). В результате, для соединений «высоких частот » модель выходит из строя, и эти неидеальные компоненты оказывают существенное влияние на производительность. Чтобы максимально снизить это влияние, Уильямс предлагает максимально снизить паразитную индуктивность.$^1$

Ключ в том, что в «реальном» РЧ-дизайне мы перестаем думать об этих межсоединениях как об идеализированных. Вместо этого мы начинаем думать о согласовании импедансов и моделировании межсоединений как линий передачи. Как только мы это сделаем и используем эти линии передачи, нам больше не нужно пытаться сделать межсоединения как можно короче, чтобы минимизировать их влияние, поскольку мы учитываем их влияние с самого начала. Вот почему вся РЧ-конструкция (или, по крайней мере, должна) выполняться с использованием линий передачи и согласования импедансов.

Преимущество построения схемы, как показано здесь, заключается в том, что она быстрая. Просто возьмите кусок медной платы-прототипа, припаяйте все вместе и вуаля, у нас есть тестовая плата для тестирования. Я думаю, что в современном проектировании это изменилось, поскольку устройства стали все меньше и меньше, и теперь (по крайней мере, в моей области деятельности) мы разрабатываем плату для тестирования на этапе проектирования - тестирование является фундаментальной частью процесса проектирования. (если вы не можете надежно и многократно тестировать дизайн, вы не можете его продать).

Обратите внимание, что даже в РЧ мы иногда все же проектируем без линий электропередачи, но тогда нам нужно очень точно моделировать межсоединения для проверки производительности.

Таким образом, чтобы действительно ответить на ваш вопрос, нет, не существует такого стандартного руководства для RF дизайна, потому что это не то, что делается во многих современных RF проектах.

$^1$ То, что относится к «высокой частоте», относительно - аналоговый конструктор, выполняющий измерения с низким напряжением и высокой точностью, несколько сотен МГц может быть «высокой частотой». Для разработчиков радаров миллиметрового диапазона несколько ГГц по-прежнему являются «низкочастотными».

Эти примеры не являются производственными цепями. Это прототипы, созданные Джимом Уильямсом, который был известным разработчиком приложений в Linear Technology до того, как их купил Analog.

Техника называется прихватка припоя.

Насколько я знаю, он никогда не используется для производства, за исключением, может быть, некоторых очень простых случаев, таких как подключение индуктивности подачи питания в цепь.

Но действительно ли эти методы стандартизированы в более современных радиочастотных печатных платах?

Да, даже при изготовлении печатной платы выгодно использовать заземленную плоскость, оставляйте провода короткими. Обычно вы используете разъем, предназначенный для монтажа на печатной плате, а не эту «отражающую пластину».

Что должно быть более формальным руководством для этих методов?

Да, есть более формальные рекомендации. Вероятно, потребуется одна или две книги, чтобы объяснить их.

Это не «радиочастотная цепь», как мы ее знаем сегодня, это скорее высокоскоростной аналог

Техника, которую вы видите здесь, называется мертвой ошибкой , когда компоненты крепятся от руки к голой медной печатной плате, которая также служит заземлением. Хотя это кажется странным для тех, кто привык к «радиочастотному проектированию», являющемуся областью цепей с распределенными элементами в диапазоне ГГц, методы «мертвой ошибки» очень хороши для создания прототипов и одноразовых цепей в диапазонах HF и VHF, где макетирование и монтажные платы скорее бесполезные, но сосредоточенные элементы схемы все еще полезны. Это также хорошо для других видов высокоскоростных или прецизионных аналоговых схем, так как «воздушная разводка» методов «мертвых жучков» хороша для точных работ с малой утечкой (воздух - тупо хороший изолятор в средах с малым сигналом), и небольшие области петли и хорошая плоскость заземления снижают восприимчивость к поступающему радиочастотному излучению.