Con el advenimiento de los circuitos integrados en las últimas décadas, los circuitos han disminuido de tamaño exponencialmente con el tiempo. Sin embargo, parece que los componentes y las conexiones de RF, con cable coaxial SMA, conectores y componentes, como el que se muestra a continuación, siguen siendo grandes y fuertes:
¿Por qué no se han encogido? ¿Por qué no se puede disminuir la dimensión, como se ve en el lado de este amplificador, en dimensiones?
¿Por qué no se puede engañar, como se ve en el lado de este amplificador, ser disminuido en dimensiones?
Todo se reduce a la impedancia característica del cable: -
Si conecta los números, para obtener un grosor del conductor central (d) que no sea demasiado pequeño, la dimensión D no puede ser baja. Por ejemplo, si d = 1 mm, para una permeabilidad relativa de 2.2, D debe ser de aproximadamente 3.4 mm para obtener una impedancia característica de 50 ohmios. Luego, encima de esto, se encuentra el grosor de la pantalla y la cubierta exterior de plástico.
Estos números se reducen proporcionalmente pero se imagina que tienen un conductor central de 0.1 mm. ¿Qué tan confiable será y cuánta corriente podría transportar?
Para sistemas de 75 ohmios y un conductor central de 1 mm, la dimensión D debe ser de 6,5 mm (permeabilidad relativa de 2,2).
La impedancia característica es importante en caso de que no lo supieras.
Debido a que los objetivos no son los mismos, básicamente estás comparando una cortadora de césped con un helicóptero de ataque.
El IC y los componentes en general han reducido su tamaño debido a las mejoras en los procesos de fabricación y la técnica, lo que permite hacer componentes más pequeños y mejorar la carga o el consumo de energía.
Sin embargo, los cables SMA o el sesgo de salida que se muestra no están diseñados para esto. Se utilizan principalmente como equipo de laboratorio. Siguen estándares estrictos para poder tener una impedancia característica de 50 \ $ \ Omega \ $ (o cualquier otra, pero 50 es la más común) y las pérdidas calibradas por metro. Pero también, deben ser útiles, modulares y más importantes: confiables en términos de tiempo y propiedades físicas (la mayoría de la calibración del equipo de laboratorio generalmente está garantizada y si se entera, por ejemplo, que se acaba de recibir -5 dB El cable / m es de hecho -6 dB / m, es motivo de reembolso inmediato).
Las señales de RF en los circuitos no son transportadas por los cables de SMA, pero generalmente con líneas de microstrip o cualquier otra técnica miniaturizada, pero a costa de las propiedades citadas anteriormente (confiabilidad, etc.)
Además de la impedancia mencionada en otras respuestas: porque no es necesario, o en otras palabras, no hay mucha demanda del mercado.
Me refiero principalmente a elementos como el que mostró una imagen. En su mayoría (aunque no exclusivamente) se encuentran en entornos de laboratorio o de creación de prototipos en los que la calidad y la capacidad de servicio se valoran más que el tamaño. Y si abriste el sesgo que mostraste allí, verás que por los 100 dólares que cuesta, es bastante pequeño y tiene un rango (hasta 12 GHz) con el que tiene que trabajar.
Como dijo Andy, la impedancia tiene que ver con las relaciones físicas de los conductores entre sí, no solo en coaxial sino también en la PCB y hasta cierto punto con los componentes.
Tener más espacio de maniobra allí para los componentes de grado de laboratorio es mucho más importante que tenerlos en el tamaño más pequeño posible. Además, para ciertos márgenes de precios, es probable que desee reemplazar el fusible / TVS / cualquier protección que haya en su interior en lugar de comprar uno nuevo si lo maneja mal.
Así que de eso también se deduce que para este tipo de dispositivos, el coaxial de UFL no tiene sentido porque no te gana nada.
Sin embargo, si mira a su alrededor en el hardware de consumo moderno, verá un montón de coaxial UFL pequeño (casi todos los portátiles o enrutadores con capacidad wifi en estos días los usan), pero no tiene la necesidad de ser útil en una banda ancha. solo importa si se combinan las características en una banda muy estrecha.
La relación entre el diámetro interior y el exterior se establece mediante la impedancia característica deseada y los materiales utilizados. Para un comportamiento de baja reflexión y baja pérdida, desea controlar estrechamente esa relación.
Puede hacer que el cable coaxial sea más pequeño, pero es más difícil controlar estrechamente la relación de tamaño, la pérdida por metro del cable aumenta debido a una mayor resistencia y el hardware se vuelve menos robusto.
Hablando de robustez, si quieres tener un cable grueso de baja pérdida, debes tener un conector grande que lo acompañe. Un cable grueso con un conector pequeño en el extremo es una receta para romper cosas.
En un entorno de laboratorio o industrial, el robusto generalmente es pequeño. No se trata tanto de conectar y desconectar el cable en cuestión, sino de aplicarle fuerzas involuntariamente mientras se trabaja en otras cosas en el área.
Puede hacer que el tamaño total del sistema sea más pequeño si coloca más cosas en una placa o en varias placas en la misma caja, pero hacerlo le cuesta flexibilidad.
Puede usar fácilmente cable coaxial de 0.81 mm de diámetro pero tiene bastante pérdida (3dB / m). Compare con RF-9913 a menos de 0.2dB / m, pero más Como 10 mm de diámetro.
Dentro de un dispositivo compacto como una computadora portátil o un enrutador inalámbrico, unos pocos centímetros de cable con pérdida no son un problema, pero para una configuración más grande, el impacto en el rendimiento es demasiado.
También utilizamos conectores BNC y enchufes / conectores tipo banana para equipos de prueba (probablemente con diseños de la Segunda Guerra Mundial o más antiguos), incluso para bajas frecuencias. Algunas veces es para alto voltaje, pero a menudo es solo porque ese es el estándar, funciona lo suficientemente bien en una amplia gama de frecuencias y voltajes, y nadie quiere tener que meterse con los adaptadores para armar una plataforma de prueba.
La fuerza también juega un papel. El hardware de RF utiliza conectores estándar, y estos conectores se pueden alojar en cualquier lugar, desde el ambiente tranquilo de la parte inferior de un escritorio, hasta instalaciones al aire libre, donde estarán expuestos al viento, la lluvia, la nieve, el aguanieve y cualquier otra cosa que haga el clima. les arroja. Un conector endeble, en la línea de lo que solía ver al conectar una antena a una tarjeta inalámbrica PCMCIA, por ejemplo, no duraría un día en esas condiciones.
Implícito pero no declarado es el actual. Una señal de 1.2V en 0.1 ohm requiere 12 amperios, en su cable de 0.1mm. Los voltajes bajos son muy sensibles al ruido. Puede diseñar una tarjeta de PC con componentes conocidos y un terreno de 10 mm entre los componentes conocidos.
¿Qué tan útil es un cable muy delgado de 12 mm de largo que conecta dos cajas? Debes pensar en sistemas y SNR. ¿Qué sucede cuando la resistencia del cable excede la impedancia característica del cable? La potencia es tensión cuadrada dividida por la resistencia. Las señales acopladas actuales son muy sensibles a las longitudes y reflexiones de la trayectoria. Quieres cambiar la infraestructura. (Piense en todos los cambios causados por el USB. Reducieron el tamaño del conector, pero aún así deben ser manejados por dedos humanos. Intente cambiar un conector IPC medio en un laberinto de 9X12 detrás de un chasis. Debe comenzar por el borde y trabaja a tu manera.