Haruskah setiap jejak yang membawa RF memiliki impedansi karakteristik 50Ohm? Bagaimana?

Saya harus menerjemahkan skema penerima VHF (160MHz) ke dalam PCB. Setelah mencari kesana kemari, saya agak bingung.

Sepertinya masalah utama dengan RF adalah

1. untuk menghindari induktor dan kapasitor tersesat, dengan menghindari trek dekat (kapasitas naik), trek lebar (kapasitor dengan bidang tanah di bawahnya), dan trek panjang (induktansi naik)

2. untuk menghindari pantulan sinyal dengan menghindari perubahan mendadak dalam "impedansi karakteristik".

   [Tolong beritahu saya jika saya merindukan orang lain]

Saya hanya memiliki gagasan yang kabur tentang apa karakteristik impedansi ( video yang luar biasa ini banyak membantu), tapi sepertinya itu adalah impedansi dari rangkaian RLC yang setara.

1. Seharusnya tergantung pada panjang dan frekuensi sinyal, kenapa tidak?
2. Secara intuitif saya harus menghitung impedansi karakteristik dari setiap pad-to-pad trace dan memastikan selalu 50Ohm. Apakah itu masalahnya?

Kalkulator online memberikan (untuk tembaga tebal 18um, 4,7 izin, substrat tebal 0,5mm) lebar 0,9mm untuk mendapatkan 50Ohms. Apakah itu berarti saya harus merutekan semua jejak pada lebar ini, menjaganya tetap pendek tetapi tanpa terlalu dekat satu sama lain, dan kemudian saya tidak perlu khawatir?

Saya hanya punya ide samar tentang impedansi karakteristik apa

Impedansi karakteristik adalah rasio tegangan terhadap arus (dengan demikian, impedans) untuk sinyal yang merambat di sepanjang jejak, yang ditentukan oleh keseimbangan kapasitansi dan induktansi di sepanjang jejak.

Itu harus tergantung pada panjang dan frekuensi, kenapa tidak?

Impedansi karakteristik tergantung pada rasio induktansi terhadap kapasitansi. Karena kedua induktansi dan kapasitansi meningkat secara linear ketika panjang jejak meningkat, rasio mereka tidak tergantung pada panjang jejak.

Selain itu, dalam batas, parameter ini juga tidak banyak berubah dengan frekuensi, jadi sekali lagi rasionya tidak bergantung pada frekuensi dan impedansi karakteristik tidak tergantung pada frekuensi.

Secara intuitif saya harus menghitung impedansi karakteristik dari setiap pad-to-pad trace dan memastikan selalu 50Ohm. Apakah itu masalahnya?

Jika sirkuit mengemudi dirancang untuk mendorong beban 50 ohm, maka umumnya ya. Anda juga ingin memberikan penghentian yang cocok setidaknya satu ujung jejak, dan mungkin keduanya, tergantung pada detail sirkuit Anda.

Umumnya Anda tidak perlu membuat perhitungan terpisah untuk setiap koneksi. Anda cukup melihat tumpukan papan Anda dan menemukan jejak lebar yang mencapai impedansi karakteristik 50-ohm, dan membuat semua jejak Anda selebar itu. Anda dapat menggunakan microstrip, stripline, atau geometri pandu gelombang planlan tergantung pada kondisi tata letak Anda. Anda akan melakukan perhitungan terpisah untuk setiap lapisan sinyal pada PCB Anda, dan mungkin untuk berbagai jenis geometri (microstrip dan coplanar, ujung tunggal dan diferensial) jika Anda perlu menggunakan semua kombinasi tersebut.

Jika panjang jejak kurang dari sekitar 1/10 dari panjang gelombang pada frekuensi operasi Anda, maka Anda sering bisa lolos dengan menggunakan jejak yang tidak cocok.

Bagi saya, Anda menyimpulkan semua yang saya simpulkan, jadi saya akan masuk ke (mudah) matematika yang menjawab pertanyaan Anda.

Lihat ini . Saya akan menulis ulang di sini:

Rumus di atas memungkinkan Anda untuk menghitung impedansi input dari saluran transmisi lossless jika Anda mengetahui impedansi karakteristik , impedansi beban dan bilangan gelombang , di mana adalah panjang gelombang di saluran transmisi.$Z_0$$Z_L$$\beta=\frac{2\pi}{\lambda}$$\lambda$

Sekarang tampaknya menjadi formula yang rumit, yang memberitahu Anda adalah bahwa impedansi input berantakan.

Ada dua cara untuk memperbaiki "kekacauan" ini:

• $\tan(\beta \ell)=0$ , apa yang terjadi pada imp gelombang kuartal. transformer
• $Z_L = Z_0$ , itulah yang terjadi ketika Anda ingin membawa sinyal

Mari kita periksa situasi kedua. Jika :$Z_L=Z_0$

Dan di situlah keajaiban terjadi. Impedansi input tidak tergantung pada panjang jejak dan itu bagus karena Anda biasanya tidak ingin peduli berapa lama saluran transmisi ketika mereka digunakan untuk mengirim: pikirkan teknisi miskin yang perlu memotong kabel koaksial selama beberapa mm panjang gelombang, mungkin lebih dari 10m kabel ... Semoga beruntung dengan itu.

Apa yang biasanya Anda lakukan adalah membuat perangkat sehingga semua impedansi di port mereka diketahui sehingga perancang PCB (Anda!) Dapat dengan mudah mengukur trek. Kebetulan adalah nilai yang sangat banyak digunakan, saya bayangkan karena kabel koaksial memiliki yang melekat (seperti dalam ukuran dan bahan yang melekat) impedansi. IC Anda mungkin memiliki output 50 ohm dan port input sehingga menggunakan jejak 50 ohm adalah apa yang ingin Anda lakukan.$50\Omega$$50\Omega$

Sesuai dengan pertanyaan Anda yang lain dengan baik, mengurangi cross talk, kapasitansi parasit atau induktansi dan apa pun yang tidak ideal dalam pikiran selalu merupakan Hal Baik jadi lakukan yang terbaik untuk menjaga trek Anda pendek dan jauh.$^{TM}$