Opciones para hacer coincidir 75 a 50Ohms en PCB

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Estoy recopilando información para un proyecto que tengo en mente.

Clarificación:

No estoy buscando a alguien que me ayude a hacer los cálculos. Todavía no estoy en ese punto.

Básicamente, estoy buscando "la voz de la experiencia" que dice que "emparejar con la técnica X way tiene una buena o mala posibilidad de actuar según lo diseñado. Aquí hay algunos problemas a tener en cuenta".

Primero, información de fondo:

Un paso del proyecto consiste en conectar un LNB de televisión satelital a un MAX2015 Detector logarítmico para medir la intensidad de la señal.

La dificultad es que la salida de LNB es una impedancia de 75 ohmios. El MAX2015 está hecho para 50Ohms, e incluso tiene una terminación de 50Ohm incorporada.

Por lo que he podido encontrar, la salida del LNB se extiende de 950MHz a 2.15GHz.

Por lo que puedo ver, hay dos opciones habituales para hacer coincidir (y quizás una no sea tan habitual):

  1. L-Pad
  2. transformador de balun o RF
  3. Ignora el desajuste (sugerido por @captcha)

El L-Pad es bastante fácil de construir, pero implica una pérdida bastante alta (5.6dB según las calculadoras en Internet). Es de banda ancha, por lo que es una ventaja.

Encuentro algunos baluns RF que pueden cubrir el rango necesario. Lo que puedo encontrar parece decir que necesito un transformador de RF con una relación de 1: 1.25 vueltas (sqrt (75/50) da 1.225, 1: 2.5 es lo más cercano que puedo encontrar). También hay transformadores específicamente para 50 a 75 Ohm conversiones Todos estos tienen una pérdida de inserción nominal menor que el L-Pad (2.2dB en un ejemplo).

A partir de una sugerencia en los comentarios, parece que simplemente ignorar el desajuste me llevará a 1dB de plano para el rango necesario. Si alguien pudiera verificar eso, entonces seguramente sería lo más fácil de lograr. La información que encontré se basó en el rendimiento del cable, así que tal vez haya más cosas que considerar cuando se usa en un PCB.

Como cuarta alternativa, he visto referencias al uso de guías de onda coplanares cónicas para la comparación de impedancias. No veo nada sobre la pérdida por inserción, pero luego no he leído mucho sobre el tema. Espero que tenga que haber una guía de ondas involucrada en el proyecto, no importa lo que haga, ya que tendrá que haber un par de centímetros del conector de RF para los circuitos para la inyección de energía de LNB. Sin embargo, espero que los cálculos y la fabricación de una guía de onda cónica estén fuera de mi alcance.

Ahora la (s) pregunta (s):

¿Cuál de las anteriores será la más fácil de corregir?

No me importa si el método más confiable implica más pérdida, siempre que sea predecible y bastante plano en todo el rango de frecuencia que emite el LNB.

Me parece que el L-Pad sería el más directo y menos probable de introducir pérdidas impredecibles. Los baluns tienen menos pérdidas, pero parece que no son tan planos en su respuesta de frecuencia.

Simplemente ignorar el desajuste parece que funcionaría lo suficientemente bien, pero la única información que encontré en esa dirección se aplica a los cables. No sé si habría algún error al usarlo en una PCB. Parece que tendría que usar una guía de ondas en la pizarra para que se aplique esa idea, pero supongo que de todos modos voy a tener que usar una guía de ondas.

Necesito equipos simples, predecibles y confiables porque no tengo ningún tipo de equipo de prueba que funcione en las frecuencias necesarias.

Los niveles absolutos que obtengo de MAX2015 no son el objetivo principal. Sería bueno decir que "el nivel de entrada ahora es exactamente -39dBm" pero no importa si está a unos pocos dB. El objetivo final es medir las diferencias en los niveles de RF en diferentes condiciones: las diferencias deben ser correctas incluso si los niveles absolutos no lo son. El MAX2015 puede darme eso, solo necesito asegurarme de que no le estoy dando una mala señal.

Estoy usando el Max2015 porque tengo uno. Probablemente haya otros chips que también hagan el trabajo y sean más baratos. Lo compré porque pensé que necesitaba el rango dinámico. Resulta que no, pero lo descubrí después de haber construido un circuito de prueba (realmente difícil) con el Max2015.

Información adicional en respuesta a los comentarios:

  1. La pérdida de unos pocos dB no es un problema. La señal LNB está en aproximadamente -30dBm y el Max2015 funciona hasta -70dBm. Entonces, cualquier cosa que me mantenga por encima de -60dBm o algo así es buena.
  2. No creo que un convertidor externo funcione. El LNB debe alimentarse a través del cable RF. Un componente externo coincidente podría bloquear (transformador) o debilitar (resistir) la alimentación de energía.
pregunta JRE

1 respuesta

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¡Gracias por la aclaración!

Así que necesitas una solución de PCB. La solución más simple (¡y aún muy buena!) Es la sugerida por @mkeith: simplemente cargue el cable de 75 ohmios a la conexión en serie de la resistencia de 25 ohmios y la entrada de MAX2015. Este diseño tiene una atenuación de -3.5 dB.

Una solución aún más perfecta es utilizar dos resistencias:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Este diseño garantiza que las reflexiones de la entrada MAX2015 no alteren sus resultados. Atenuación -7.5 dB. Las resistencias se seleccionan según E96 (1%). Puedes usar un par de 82 ohmios / 43 ohmios. Asegúrese de que las resistencias sean adecuadas para alta frecuencia. Utilice preferentemente resistores Thin Film 0402.

Las trazas de PCB deben ser muy cortas. Plano de tierra es la necesidad. La coincidencia de impedancia para las trazas de PCB no es un problema hasta que la longitud total de la traza entre el conector de entrada de 75 ohmios y la entrada MAX2015 es inferior a 5-7 mm.

Debe tener en cuenta la atenuación del cable para comparar señales en diferentes frecuencias.

    
respondido por el Master

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