¿Tiene importancia la longitud en una línea de transmisión coincidente?

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Estoy buscando incursionar en un diseño de PCB de RF con una línea de microstrip a una antena de chip WiFi, y estoy tratando de entender si mi intuición es correcta.

He utilizado varias calculadoras para determinar el ancho de la traza que necesito para un PCB de 50 \ $ \ Omega \ $ \ $ Z_0 \ $ en un PCB de 4 capas: todo está de acuerdo con aproximadamente 18 mils en FR4.

Como el transmisor, la línea de transmisión y la antena del chip son todos de 50 \ $ \ Omega \ $, no debe haber un patrón de onda estacionaria a lo largo de la línea y \ $ V (x) \ $ y \ $ I (x) \ $ (donde \ $ x \ $ es la posición en la línea) debe ser constante.

Aparte de las pérdidas óhmicas y los parásitos (que estos últimos pueden sintonizar), ¿esto implica que la longitud de la línea puede ser arbitraria? es decir, la traza no tiene que ser una longitud eléctrica específica como \ $ \ lambda / 4 \ $?

Me inclino hacia que no lo es, pero he revisado algunos diseños de referencia de TI (el CC3100BOOST y el CC3200 Launchpad) que han causado cierta confusión. El CC3100 utiliza una longitud de rastreo de 660 mil desde el chip a la antena, que es casi exactamente \ $ \ lambda / 4 \ $ a 2.4GHz, y el CC3200 usa una línea de 1200 mil, que está muy cerca de \ $ \ lambda / 2 \ PS No estoy seguro de si esto es intencional o una coincidencia.

Estoy buscando una respuesta clara (quizás tediosamente) antes de cometer errores.

    
pregunta BB ON

2 respuestas

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En el caso ideal, donde la fuente, la línea y la carga tienen la misma impedancia, no hay importancia para la longitud de la línea, aparte de la pérdida (más corto es mejor).

Cuando las tolerancias hacen que las impedancias se aparten de lo ideal, habrá pequeños efectos, pero a menos que sepa en qué dirección van las salidas, no es posible decir si estará mejor con una duración específica.

Si la fuente y la carga están bien controladas, y la línea está pobremente controlada, entonces estará mejor con los múltiplos de la longitud de la línea \ $ \ frac {\ lambda} {2} \ $. Esta longitud transforma la impedancia en un extremo de la línea en la misma impedancia, independientemente de la impedancia de la línea.

Si la fuente se desvía hacia abajo y la carga se desvía hacia arriba, o viceversa, entonces un múltiplo impar de \ $ \ frac {\ lambda} {4} \ $ sería mejor, ya que la longitud de la línea transforma Zload en \ $ \ frac {Z_ {línea} ^ 2} {Z_ {cargar}} \ $ al final de la fuente.

Sin embargo, para cualquiera de estos casos, debes tener suficiente control sobre las impedancias para saber qué tan equivocadas están, y si lo sabes, también podrías corregirlas o sintonizarlas adecuadamente.

El único otro caso a tener en cuenta es que si la línea de conexión es muy corta, digamos menos de \ $ \ frac {\ lambda} {10} \ $ (y cuanto más corta mejor), los errores en la impedancia de línea tendrán poco efecto.

Para verificar los cálculos de ancho de línea, un microstrip de 50ohm en FR4 tiene aproximadamente 2 grosores de sustrato de ancho.

Vale la pena señalar que la impedancia puede ser bastante errónea, antes de que se produzcan reducciones significativas en la transferencia de potencia entre la fuente y la carga. Puede valer la pena hacer una simulación rápida en SPICE para darle una idea de las tolerancias permitidas.

    
respondido por el Neil_UK
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Usted dice que todos los parásitos pueden ser eliminados. Sin embargo, los complejos materiales y geometrías de la matriz para empaquetar a la interfaz de la placa y dentro del montaje de la antena y los conectores hacen que esto sea moderadamente difícil en la práctica. Por lo tanto, una longitud de onda media (o un múltiplo entero) podría ayudar a minimizar los efectos de cualquier reflexión de final de línea que se haya perdido en su proceso de "sintonización".

    
respondido por el hotpaw2

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