EFR32BG13 Bluetooth Low Energy SoC etrafında inşa edilmiş 4 katmanlı bir tasarım üzerinde çalışıyorum. Bir eşleme devresi kurma antenin empedansını ölçmeye çalışırken, kısa topraklı düzlemsel dalga kılavuzu (GCPW) iletim hattımın iletim hattından ziyade bir anten gibi davrandığını keşfettim.
Sorunun nedenini daraltmak için, burada görülen 4 katlı basit bir iletim hattı test panosu oluşturdum:
Tahta 100 mm karedir. Bütün tabakalarda 35 mikron bakır ve ilk iki tabaka arasında 0.175 mm dielektrik (dielektrik sabiti 4.29) belirten ALLPCB tarafından üretilmiş bu panolara sahibim. AppCAD kullanarak, 0.35 mm iz genişliği ve 0.25 mm boşluk içeren bir tasarımın 48.5 an empedansı verdiğini buldum. Tahtanın üst katmanı yukarıda kırmızı ile gösterilmiştir. Diğer üç katman, şuna benzeyen zemin düzlemleridir:
Bugün tahtaları aldım ve alttan ikinci bölüm için S21'i test etmeye başladım - her iki ucunda SMA konektörlü düz bir GCPW parçası. 1 ve 2 numaralı Bağlantı Noktalarına bağlı kısa bir koaksiyel koaksiyel ve bir de bu koaksiyel uzunlukları arasındaki test kartına sahip bir HP 8753C / HP 85047A kullandım. Sürprizimden ötürü, gördüğüm şey bu:
2,45 GHz'de, iletim hattım -10 dB'lik bir cevaba sahip. Tahtayı "soket" konektörüyle değiştirirsem, tam olarak ne bekleyeceğimi görürüm:
İlk testin bir smaç olacağını ve onun üstünde daha karmaşık testlerle ilgili sorunlar bulmaya başlayacağımı düşündüğüm için biraz kayboldum. Bir VNA'ya ve burada neyi yanlış yaptığımı öğrenmek için güçlü bir arzum var. Test yöntemimle veya GCPW tasarımının kendisiyle ilgili herhangi bir sorun görebiliyor musunuz? Herhangi bir yardım çok takdir edilecektir!
Düzenleme: Neil_UK tarafından önerildiği gibi, lehim maskesini kazıyarak ve boşluğu lehimle köprüleyerek termoları bir tahtadan çıkardım. S11 ve S21'in bu konfigürasyonla ölçülmesi aşağıdaki sonucu verir:
S21 arsa ile önceki sonuç karşılaştırıldığında, herhangi bir fark var gibi görünmüyor.
Düzenleme 2: Mkeith tarafından önerildiği gibi, test kartımın "striplerinden" birini eski "skor ve ara" yöntemini kullanarak diğerlerinden ayırdım. Kırmayı seçtiğim tahta, ısıl işlemle çıkardığım aynı pano olduğu için, bu sonuç önceki arsa üzerinde bir başka değişiklik. İşte burada:
S11 arsadaki çukurların derinleşmesi var, ancak panelin iletim hattı olarak işlevselliğinde önemli bir gelişme yok.
Düzenleme 3: İşte en yeni uygulamasında tahtaya ait bir fotoğraf:
Düzenleme 4: Bir SMA konektörünün her iki tarafının da yakın çekim görüntüleri:
SMA konektörü Molex 0732511150'dir. PCB alanı buradaki veri sayfasındaki önerileri takip eder:
http://www.molex.com/pdm_docs/sd/732511150_sd.pdf
Düzenleme 5: İşte tahtanın bir kenarına yakın bir kesiti:
Yeşil çizgiler, buraya kopyalanan üretici teknik özelliklerinden ölçeklendirilir:
Düzenleme 6: Beklenen boyutları gösteren kırmızı ölçekli çizgilerin bulunduğu panoya bir yukarıdan fotoğraf:
Düzenleme 7: Büyük merkez SMA toprağının etkisini doğrulamak için, orta yastığı bir tahta üzerine sürdüm, böylece izin kalanıyla aynı genişlikte olacaktı. Sonra her iki taraftaki yerleri uzatmak için bakır bant kullandım:
Sonra S11 ve S21'i tekrar test ettim:
Bu, S11'i önemli ölçüde iyileştirmiş gibi görünüyor, bu da büyük merkez arazisinin aslında hattın iki ucunda bir rezonansla sonuçlanan bir kapasitans yarattığına inanmamı sağladı.
Düzen 8: SMA'dan GCPW'ye geçişin nasıl ele alınacağına dair bir rehber arıyorum, bu beyaz kağıda rastladım:
http://www.mouser.com/pdfdocs/Emerson_WhitePaperHiFreqSMAEndLaunch.pdf
Kağıt özellikle yüksek frekanslı bir substratın kullanımına atıfta bulunurken, bunun birçoğunun burada hala geçerli olduğunu düşünüyorum. İki ana nokta benim için göze çarpıyor:
- GCPW, tahtanın kenarına kadar devam etmelidir.
- Yüksek frekanslı uç lansmanı SMA konnektörleri, GCPW üzerindeki etkisini en aza indirmek için daha kısa ve daha dar olan bir merkez pimi kullanır. Bunlar, iletim hattında ince bir merkezi iletkene sahip bu gibi bir uygulama için daha uygun olabilir.
