Técnicas de PCB para circuitos RF

Tengo que estar en desacuerdo con el legendario Jim Williams (y Bob Pease, quien también era conocido por esta técnica). Estos son, en mi opinión, no circuitos de RF. Este es un conjunto de técnicas para (intentar) empujar el modelo de elementos concentrados que muchos diseñadores de circuitos utilizan hasta frecuencias cada vez más altas.

El diseño del circuito generalmente se realiza con nuestro modelo de diseño de elementos concentrados, es la forma en que la mayoría de nosotros aprendemos y la mayoría de nosotros "pensamos"; hemos agrupado componentes tales como resistencias, transistores, condensadores, etc. conectados Con conexiones que no tienen pérdida, retardo o inductancia.

Por supuesto, en la práctica, estas conexiones sí tienen pérdida (resistencia), inductancia, capacitancia, etc. El impacto de estas interconexiones no ideales se convierte cada vez más en un problema a una frecuencia más alta (Principalmente la parte de inductancia en este caso). Como resultado, para las conexiones de '' altas frecuencias \ $ ^ 1 \ $ '', el modelo se descompone y estos componentes no ideales tienen un impacto significativo en el rendimiento. Para reducir este impacto tanto como sea posible, Williams propone reducir la inductancia parasitaria tanto como sea posible.

La clave es que en el diseño de RF "real", dejamos de pensar en estas interconexiones como idealizadas. En su lugar, comenzamos a pensar en la comparación de impedancias y en el modelado de interconexiones como líneas de transmisión. Una vez que lo hacemos, y usamos estas líneas de transmisión, ya no necesitamos intentar hacer las interconexiones lo más cortas posible para minimizar su impacto, ya que incluimos su impacto desde el principio. Esta es la razón por la que todo el diseño de RF se realiza (o, al menos, debería hacerse) utilizando líneas de transmisión y ajuste de impedancia.

La ventaja de construir un circuito como se muestra aquí es que es rápido. Solo tome una pieza de la placa de prototipo de cobre, suelde las piezas y voila tenemos nuestra placa de prototipo para probar. Creo que en la ingeniería moderna esto ha cambiado, a medida que los dispositivos se hacen cada vez más pequeños y ahora (al menos en mi línea de trabajo) diseñamos una placa para probar durante la fase de diseño: las pruebas son una parte fundamental del proceso de diseño. (Si no puede probar un diseño de forma confiable y repetida, no puede venderlo).

Tenga en cuenta que incluso en RF, a veces, todavía diseñamos sin líneas de transmisión, pero luego necesitamos modelar con precisión las interconexiones para verificar el rendimiento.

Entonces, para responder realmente a tu pregunta, no, no existe una guía estándar como esta para el diseño de RF porque no es algo que se haga en un diseño de RF de producción muy moderno.

\ $ ^ 1 \ $ Lo que es una '' alta frecuencia '' es relativo a un diseñador analógico que realiza mediciones de alta precisión y bajo voltaje, unos pocos cientos de MHz puede ser '' alta frecuencia ''. Para los diseñadores de radares de ondas milimétricas, algunos GHz siguen siendo "de baja frecuencia".

Esos ejemplos no son circuitos de producción. Son prototipos creados por Jim Williams, quien era un conocido ingeniero de aplicaciones en Linear Technology antes de que los comprara Analog.

La técnica se llama tachuela de soldadura.

Por lo que sé, nunca se ha utilizado para producción, excepto quizás para algunos casos muy simples, como conectar un inductor de alimentación eléctrica a un circuito.

  

¿Pero estas técnicas están realmente estandarizadas en los PCB de RF más modernos?

Sí, incluso cuando se fabrica un PCB de producción, es beneficioso utilizar un plano de tierra, mantener los cables cortos. Por lo general, usaría un conector diseñado para montaje en PCB en lugar de esa "placa de reflexión".

  

¿Cuál debería ser una guía más formal para estas técnicas?

Sí, hay pautas más formales. Probablemente tomaría un libro o dos para explicarlos.

Esto no es un "circuito de RF" como lo conocemos hoy, más como analógico de alta velocidad

La técnica que se ve aquí se llama dead-bugging , que monta componentes a mano alzada en una PCB de cobre que también sirve como plano de tierra. Si bien parece extraño que alguien que está acostumbrado a que el "diseño de RF" se encuentre dentro del rango de circuitos de elementos distribuidos del rango de GHz, las técnicas de fallos de fallos son muy buenas para la creación de prototipos y circuitos únicos en los rangos de HF y VHF en los que se utilizan el empapelado y el perfboard. Es bastante inútil, pero los elementos de circuito concentrados siguen siendo útiles. También es bueno para otros tipos de circuitos analógicos de alta velocidad o precisión, ya que el "cableado de aire" de las técnicas de fallo de funcionamiento es bueno para el trabajo de precisión de baja fuga (el aire es un aislante estúpidamente bueno en una entornos de pequeña señal), y las áreas de bucle pequeñas y el buen plano de tierra reducen la susceptibilidad a las incomodidades de RF entrantes.