اخبار

قطعات غیرفعال در مدارهای RF 

مقاومت‌ها، خازن‌ها، آنتن‌ها... درباره اجزای غیرفعال مورد استفاده در سیستم‌های RF اطلاعات کسب کنید.

سیستم‌های RF اساساً با سایر انواع مدارهای الکتریکی متفاوت نیستند. همان قوانین فیزیک در آنها اعمال می‌شود و در نتیجه، اجزای اساسی مورد استفاده در طراحی‌های RF در مدارهای دیجیتال و مدارهای آنالوگ فرکانس پایین نیز یافت می‌شوند.

با این حال، طراحی RF شامل مجموعه‌ای منحصر به فرد از چالش‌ها و اهداف است و در نتیجه، ویژگی‌ها و کاربردهای قطعات، هنگام کار در زمینه RF، ملاحظات ویژه‌ای را می‌طلبد. همچنین، برخی از مدارهای مجتمع عملکردی را انجام می‌دهند که مختص سیستم‌های RF است - آنها در مدارهای فرکانس پایین استفاده نمی‌شوند و ممکن است توسط کسانی که تجربه کمی با تکنیک‌های طراحی RF دارند، به خوبی درک نشوند.

ما اغلب قطعات را به صورت فعال یا غیرفعال دسته‌بندی می‌کنیم و این رویکرد در حوزه RF نیز به همان اندازه معتبر است. این خبر به طور خاص در مورد قطعات غیرفعال در رابطه با مدارهای RF بحث می‌کند و صفحه بعد به قطعات فعال می‌پردازد.

خازن‌ها

یک خازن ایده‌آل دقیقاً عملکرد یکسانی را برای سیگنال ۱ هرتز و سیگنال ۱ گیگاهرتز ارائه می‌دهد. اما قطعات هرگز ایده‌آل نیستند و ویژگی‌های غیرایده‌آل یک خازن می‌تواند در فرکانس‌های بالا کاملاً قابل توجه باشد.

«C» مربوط به خازن ایده‌آلی است که در میان بسیاری از عناصر انگلی دفن شده است. ما مقاومت غیرنامتناهی بین صفحات (RD)، مقاومت سری (RS)، اندوکتانس سری (LS) و خازن موازی (CP) بین پدهای PCB و صفحه زمین داریم (ما فرض می‌کنیم قطعات روی سطح نصب شده‌اند؛ بعداً بیشتر در این مورد صحبت خواهیم کرد).

مهم‌ترین ویژگی غیرایده‌آل هنگام کار با سیگنال‌های فرکانس بالا، اندوکتانس است. ما انتظار داریم که امپدانس یک خازن با افزایش فرکانس به طور بی‌پایان کاهش یابد، اما وجود اندوکتانس انگلی باعث می‌شود که امپدانس در فرکانس خود-رزونانس کاهش یابد و سپس شروع به افزایش کند:

مقاومت‌ها و غیره

حتی مقاومت‌ها هم می‌توانند در فرکانس‌های بالا دردسرساز باشند، زیرا دارای اندوکتانس سری، خازن موازی و خازن معمولی مرتبط با پدهای PCB هستند.

و این نکته‌ی مهمی را مطرح می‌کند: وقتی با فرکانس‌های بالا کار می‌کنید، عناصر مدار انگلی همه جا هستند. مهم نیست که یک عنصر مقاومتی چقدر ساده یا ایده‌آل باشد، باز هم باید بسته‌بندی و به PCB لحیم شود و نتیجه، وجود عناصر انگلی است. همین امر در مورد هر قطعه‌ی دیگری نیز صدق می‌کند: اگر بسته‌بندی و به برد لحیم شود، عناصر انگلی وجود دارند.

کریستال‌ها

اساس RF دستکاری سیگنال‌های فرکانس بالا به گونه‌ای است که اطلاعات را منتقل کنند، اما قبل از دستکاری باید تولید کنیم. همانند سایر انواع مدارها، کریستال‌ها وسیله‌ای اساسی برای تولید یک مرجع فرکانس پایدار هستند.

با این حال، در طراحی دیجیتال و سیگنال مختلط، اغلب این اتفاق می‌افتد که مدارهای مبتنی بر کریستال در واقع به دقتی که یک کریستال می‌تواند ارائه دهد نیاز ندارند و در نتیجه، به راحتی می‌توان در انتخاب کریستال بی‌دقت شد. در مقابل، یک مدار RF ممکن است الزامات فرکانسی دقیقی داشته باشد و این نه تنها به دقت فرکانس اولیه، بلکه به پایداری فرکانس نیز نیاز دارد.

فرکانس نوسان یک کریستال معمولی به تغییرات دما حساس است. ناپایداری فرکانس حاصل، مشکلاتی را برای سیستم‌های RF، به ویژه سیستم‌هایی که در معرض تغییرات زیاد دمای محیط قرار می‌گیرند، ایجاد می‌کند. بنابراین، یک سیستم ممکن است به یک TCXO، یعنی یک نوسان‌ساز کریستالی جبران‌شده با دما، نیاز داشته باشد. این دستگاه‌ها دارای مدارهایی هستند که تغییرات فرکانس کریستال را جبران می‌کنند:

آنتن‌ها

آنتن یک قطعه غیرفعال است که برای تبدیل سیگنال الکتریکی RF به تابش الکترومغناطیسی (EMR) یا برعکس استفاده می‌شود. با سایر قطعات و رساناها سعی می‌کنیم اثرات EMR را به حداقل برسانیم و با آنتن‌ها سعی می‌کنیم تولید یا دریافت EMR را با توجه به نیازهای کاربرد بهینه کنیم.

علم آنتن به هیچ وجه ساده نیست. عوامل مختلفی بر فرآیند انتخاب یا طراحی آنتنی که برای یک کاربرد خاص بهینه باشد، تأثیر می‌گذارند. AAC دو مقاله دارد (اینجا و اینجا کلیک کنید) که مقدمه‌ای عالی بر مفاهیم آنتن ارائه می‌دهند.

فرکانس‌های بالاتر با چالش‌های طراحی مختلفی همراه هستند، اگرچه بخش آنتن سیستم با افزایش فرکانس می‌تواند در واقع کمتر مشکل‌ساز شود، زیرا فرکانس‌های بالاتر امکان استفاده از آنتن‌های کوتاه‌تر را فراهم می‌کنند. امروزه استفاده از «آنتن تراشه‌ای» که مانند قطعات نصب سطحی معمولی به یک PCB لحیم می‌شود، یا آنتن PCB که با گنجاندن یک مسیر طراحی‌شده خاص در طرح PCB ایجاد می‌شود، رایج است.

خلاصه

برخی از اجزا فقط در کاربردهای RF رایج هستند و برخی دیگر به دلیل رفتار غیر ایده‌آل در فرکانس‌های بالا، باید با دقت بیشتری انتخاب و پیاده‌سازی شوند.

اجزای غیرفعال به دلیل وجود اندوکتانس و خازن پارازیتی، پاسخ فرکانسی غیر ایده‌آلی از خود نشان می‌دهند.

کاربردهای RF ممکن است به کریستال‌هایی نیاز داشته باشند که دقیق‌تر و/یا پایدارتر از کریستال‌های رایج در مدارهای دیجیتال باشند.

آنتن‌ها اجزای حیاتی هستند که باید مطابق با ویژگی‌ها و الزامات یک سیستم RF انتخاب شوند.

مایکروویو سی چوان کینلیون، طیف وسیعی از پیکربندی‌های باند باریک و باند پهن را ارائه می‌دهد که فرکانس‌های 0.5 تا 50 گیگاهرتز را پوشش می‌دهد. آن‌ها برای مدیریت توان ورودی 10 تا 30 وات در یک سیستم انتقال 50 اهم طراحی شده‌اند. از طرح‌های میکرواستریپ یا استریپ‌لاین استفاده شده و برای بهترین عملکرد بهینه شده‌اند.

ما همچنین می‌توانیم اجزای غیرفعال RF را مطابق با نیازهای شما سفارشی کنیم. می‌توانید برای ارائه مشخصات مورد نیاز خود، وارد صفحه سفارشی‌سازی شوید.