RF Devrelerindeki Pasif Bileşenler
Dirençler, kapasitörler, antenler... RF sistemlerinde kullanılan pasif bileşenler hakkında bilgi edinin.
RF sistemleri, diğer elektrik devre türlerinden temelde farklı değildir. Aynı fizik yasaları geçerlidir ve dolayısıyla RF tasarımlarında kullanılan temel bileşenler, dijital devrelerde ve düşük frekanslı analog devrelerde de bulunur.
Ancak, RF tasarımı kendine özgü bir dizi zorluk ve hedef içerir ve sonuç olarak, RF bağlamında çalışırken bileşenlerin özellikleri ve kullanımları özel bir değerlendirme gerektirir. Ayrıca, bazı entegre devreler RF sistemlerine özgü işlevler gerçekleştirir; düşük frekanslı devrelerde kullanılmazlar ve RF tasarım teknikleri konusunda az deneyime sahip kişiler tarafından iyi anlaşılamayabilirler.
Bileşenleri genellikle aktif veya pasif olarak sınıflandırırız ve bu yaklaşım RF alanında da geçerlidir. Haber, özellikle RF devreleriyle ilgili olarak pasif bileşenleri ele alıyor ve bir sonraki sayfada aktif bileşenler inceleniyor.
Kondansatörler
İdeal bir kapasitör, 1 Hz'lik bir sinyal ve 1 GHz'lik bir sinyal için tam olarak aynı işlevi görürdü. Ancak bileşenler asla ideal değildir ve bir kapasitörün ideal olmayan özellikleri yüksek frekanslarda oldukça önemli olabilir.
“C”, çok sayıda parazitik eleman arasında gömülü olan ideal kapasitöre karşılık gelir. Plakalar arasında sonsuz olmayan direnç (RD), seri direnç (RS), seri endüktans (LS) ve PCB pedleri ile toprak düzlemi arasında paralel kapasitans (CP) vardır (yüzeye monte bileşenler varsayıyoruz; bu konuya daha sonra değineceğiz).
Yüksek frekanslı sinyallerle çalışırken en önemli ideal olmayan durum endüktanstır. Bir kapasitörün empedansının frekans arttıkça sonsuza dek azalmasını bekleriz, ancak parazitik endüktansın varlığı, empedansın öz rezonans frekansında düşmesine ve ardından artmaya başlamasına neden olur:
Dirençler ve diğerleri.
Yüksek frekanslarda dirençler bile sorun yaratabilir, çünkü seri endüktans, paralel kapasitans ve PCB bağlantı noktalarıyla ilişkili tipik kapasitans gibi özelliklere sahiptirler.
Bu da önemli bir noktayı gündeme getiriyor: yüksek frekanslarla çalışırken, parazitik devre elemanları her yerde bulunur. Dirençli bir eleman ne kadar basit veya ideal olursa olsun, yine de paketlenip PCB'ye lehimlenmesi gerekir ve sonuç parazitlerdir. Aynı durum diğer tüm bileşenler için de geçerlidir: eğer paketlenip karta lehimlenmişse, parazitik elemanlar mevcuttur.
Kristaller
RF'nin özü, yüksek frekanslı sinyalleri bilgi iletecek şekilde manipüle etmektir; ancak manipüle etmeden önce üretmemiz gerekir. Diğer devre türlerinde olduğu gibi, kristaller kararlı bir frekans referansı üretmenin temel bir aracıdır.
Ancak, dijital ve karma sinyal tasarımında, kristal tabanlı devrelerin aslında bir kristalin sağlayabileceği hassasiyete ihtiyaç duymadığı sıklıkla görülür ve bu nedenle kristal seçimi konusunda dikkatsiz davranmak kolaydır. Buna karşılık, bir RF devresinin katı frekans gereksinimleri olabilir ve bu, yalnızca başlangıç frekans hassasiyetini değil, aynı zamanda frekans kararlılığını da gerektirir.
Sıradan bir kristalin salınım frekansı sıcaklık değişimlerine karşı hassastır. Ortaya çıkan frekans kararsızlığı, özellikle ortam sıcaklığında büyük değişimlere maruz kalacak sistemler olmak üzere, RF sistemleri için sorun yaratır. Bu nedenle, bir sistem TCXO, yani sıcaklık telafili bir kristal osilatör gerektirebilir. Bu cihazlar, kristalin frekans değişimlerini telafi eden devreler içerir:
Antenler
Anten, radyo frekansı (RF) elektrik sinyalini elektromanyetik radyasyona (EMR) dönüştürmek veya tam tersini yapmak için kullanılan pasif bir bileşendir. Diğer bileşenler ve iletkenlerle EMR'nin etkilerini en aza indirmeye çalışırken, antenlerle de uygulamanın ihtiyaçlarına göre EMR üretimini veya alımını optimize etmeye çalışırız.
Anten bilimi hiç de basit bir alan değildir. Belirli bir uygulama için en uygun anteni seçme veya tasarlama sürecini çeşitli faktörler etkiler. AAC'nin anten kavramlarına mükemmel bir giriş sağlayan iki makalesi bulunmaktadır (buraya ve buraya tıklayın).
Daha yüksek frekanslar çeşitli tasarım zorluklarını beraberinde getirir; ancak sistemin anten kısmı, frekans arttıkça daha az sorunlu hale gelebilir, çünkü daha yüksek frekanslar daha kısa antenlerin kullanılmasına olanak tanır. Günümüzde, tipik yüzeye monte bileşenler gibi bir PCB'ye lehimlenen "çip anten" veya PCB düzenine özel olarak tasarlanmış bir iz eklenerek oluşturulan bir PCB anten kullanmak yaygındır.
Özet
Bazı bileşenler yalnızca RF uygulamalarında yaygındır, diğerleri ise ideal olmayan yüksek frekans davranışları nedeniyle daha dikkatli seçilmeli ve uygulanmalıdır.
Pasif bileşenler, parazitik endüktans ve kapasitans nedeniyle ideal olmayan frekans tepkisi sergiler.
RF uygulamaları, dijital devrelerde yaygın olarak kullanılan kristallerden daha doğru ve/veya daha kararlı kristaller gerektirebilir.
Antenler, bir RF sisteminin özelliklerine ve gereksinimlerine göre seçilmesi gereken kritik bileşenlerdir.
Si Chuan Keenlion Mikrodalga, 0,5 ila 50 GHz frekans aralığını kapsayan, dar bant ve geniş bant konfigürasyonlarında geniş bir ürün yelpazesi sunmaktadır. 50 ohm'luk bir iletim sisteminde 10 ila 30 watt giriş gücünü işleyebilecek şekilde tasarlanmıştır. Mikroşerit veya şerit hat tasarımları kullanılır ve en iyi performans için optimize edilmiştir.
Yayın tarihi: 03-11-2022
