Cumponenti Passivi in Circuiti RF
Resistenze, condensatori, Antenne... Amparate nantu à i cumpunenti passivi utilizati in i sistemi RF.
I sistemi RF ùn sò micca fundamentalmente diffirenti da altri tipi di circuiti elettrici. E stesse lege di a fisica s'applicanu, è dunque i cumpunenti basi utilizati in i disinni RF si trovanu ancu in circuiti digitali è circuiti analogichi à bassa frequenza.
Tuttavia, a cuncepzione RF implica un inseme unicu di sfide è obiettivi, è dunque e caratteristiche è l'usi di i cumpunenti richiedenu una cunsiderazione particulare quandu operemu in u cuntestu di RF. Inoltre, certi circuiti integrati svolgenu funzionalità chì sò assai specifiche per i sistemi RF - ùn sò micca aduprati in circuiti à bassa frequenza è ùn ponu micca esse ben capiti da quelli chì anu poca sperienza cù e tecniche di cuncepzione RF.
Spessu categurizemu i cumpunenti cum'è attivi o passivi, è questu approcciu hè ugualmente validu in u duminiu di a radiofrequenza. A nutizia discute i cumpunenti passivi specificamente in relazione à i circuiti radiofrequenza, è a pagina dopu copre i cumpunenti attivi.
Condensatori
Un condensatore ideale furnisce esattamente a listessa funzionalità per un signale di 1 Hz è un signale di 1 GHz. Ma i cumpunenti ùn sò mai ideali, è e non-idealità di un condensatore ponu esse abbastanza significative à alte frequenze.
«C» currisponde à u condensatore ideale chì hè intarratu trà tanti elementi parassiti. Avemu una resistenza micca infinita trà e piastre (RD), una resistenza in serie (RS), una induttanza in serie (LS) è una capacità parallela (CP) trà i pad di u PCB è u pianu di terra (supponemu cumpunenti à montaggio superficiale; ne parleremu più tardi).
A non-idealità più significativa quandu travagliamu cù signali d'alta frequenza hè l'induttanza. Aspittemu chì l'impedenza di un condensatore diminuisca senza fine cù l'aumentu di a frequenza, ma a presenza di l'induttanza parassitaria face chì l'impedenza diminuisca à a frequenza autorisonante è dopu cumencia à aumentà:
Resistenze, ecc.
Ancu e resistenze ponu esse problematiche à alte frequenze, perchè anu induttanza in serie, capacità parallela è a capacità tipica assuciata à i pad PCB.
È questu porta à un puntu impurtante: quandu si travaglia cù alte frequenze, l'elementi di circuitu parassiti sò in ogni locu. Indipendentemente da quantu simplice o ideale sia un elementu resistivu, deve sempre esse imballatu è saldatu à un PCB, è u risultatu hè parassiti. U listessu vale per qualsiasi altru cumpunente: s'ellu hè imballatu è saldatu à a scheda, l'elementi parassiti sò presenti.
Cristalli
L'essenza di a RF hè di manipulà i signali d'alta frequenza in modu chì trasmettenu l'infurmazioni, ma prima di manipulà ci vole à generà. Cum'è in altri tipi di circuiti, i cristalli sò un mezzu fundamentale per generà una riferenza di frequenza stabile.
Tuttavia, in a cuncepzione digitale è à segnali misti, hè spessu u casu chì i circuiti basati nantu à cristalli ùn necessitanu micca a precisione chì un cristallu pò furnisce, è dunque hè faciule diventà trascuratu in quantu à a selezzione di u cristallu. Un circuitu RF, invece, pò avè requisiti di frequenza stretti, è questu richiede micca solu a precisione di frequenza iniziale, ma ancu a stabilità di frequenza.
A frequenza d'oscillazione di un cristallu ordinariu hè sensibile à e variazioni di temperatura. L'instabilità di frequenza risultante crea prublemi per i sistemi RF, in particulare i sistemi chì saranu esposti à grandi variazioni di temperatura ambiente. Cusì, un sistema pò richiede un TCXO, vale à dì, un oscillatore di cristallu compensatu in temperatura. Questi dispositivi incorporanu circuiti chì compensanu e variazioni di frequenza di u cristallu:
Antenne
Un'antenna hè un cumpunente passivu chì hè adupratu per cunvertisce un signale elettricu RF in radiazione elettromagnetica (EMR), o vice versa. Cù altri cumpunenti è cunduttori pruvemu à minimizà l'effetti di l'EMR, è cù l'antenne pruvemu à ottimizà a generazione o a ricezione di l'EMR in rispettu à i bisogni di l'applicazione.
A scienza di l'antenna ùn hè micca simplice. Diversi fattori influenzanu u prucessu di scelta o di cuncepimentu di un'antenna ottimale per una applicazione particulare. AAC hà dui articuli (cliccate quì è quì) chì furniscenu una eccellente introduzione à i cuncetti di l'antenna.
E frequenze più alte sò accumpagnate da diverse sfide di cuncepimentu, ancu s'è a parte di l'antenna di u sistema pò in realtà diventà menu problematica cù l'aumentu di a frequenza, perchè e frequenze più alte permettenu l'usu di antenne più corte. Oghje hè cumunu aduprà sia una "antenna à chip", chì hè saldata à un PCB cum'è i cumpunenti tipici à montaggio superficiale, sia un'antenna PCB, chì hè creata incorporendu una traccia appositamente cuncepita in u layout di u PCB.
Riassuntu
Certi cumpunenti sò cumuni solu in l'applicazioni RF, è altri devenu esse scelti è implementati cù più attenzione per via di u so cumpurtamentu micca ideale à alta frequenza.
I cumpunenti passivi mostranu una risposta di frequenza non ideale per via di l'induttanza è a capacità parassita.
L'applicazioni RF ponu richiede cristalli più precisi è/o stabili cà i cristalli cumunemente usati in i circuiti digitali.
L'antenne sò cumpunenti critichi chì devenu esse scelti secondu e caratteristiche è i requisiti di un sistema RF.
Si Chuan Keenlion Microwave una larga selezzione in cunfigurazioni à banda stretta è larga banda, chì coprenu frequenze da 0,5 à 50 GHz. Sò cuncepiti per gestisce una putenza d'ingressu da 10 à 30 watt in un sistema di trasmissione di 50 ohm. I disinni Microstrip o Stripline sò utilizati è ottimizzati per e migliori prestazioni.
Data di publicazione: 03 di nuvembre di u 2022
