Calcolo impedenza linea di trasmissione

[karl246]

mi spiego meglio rispetto al mio commento precedente..... quello che volevo dire è che se lavori a frequenze alte (diverse centinaia di MHz) si possono realizzare degli adattamenti d'impedenza con opportuni spezzoni di linea (anche realizzata su PCB), nel caso in cui le frequenze in gioco siano più basse si può procedere alla risoluzione del problema con componenti discreti ( L e C) grazie alle cosiddette trasformazioni 'in salita' o 'in discesa'.
Comunque facci sapere l'impedenza d'ingresso dell'antenna e la frequenza di lavoro

[Shockwaver]

Ok per andare un po' più nello specifico...
Lavoro a 2.4GHz e devo capire cosa mettere tra questo PA che è completamente bilanciato in impedenza a 50ohm e l'antenna da 50ohm... anzi... per essere ancora più precisi, siccome il circuito prevede anche un LNA per la catena di ricezione quello che dovrei capire è:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

In passato avevo già individuato empiricamente i valori di induttanza e capacitanza per dei circuiti con dei PA e LNA che però adesso sono usciti dalla produzione. Ne stavo quindi cercando dei sostituti e mi sono fissato con quelli già bilanciati in impedenza a 50ohm, anche per risparmiare sui componenti esterni.

Ora, visto che ogni blocco della catena è a bilanciato a 50ohm, da quasi totale ignorante teorico sulle radiofrequenze, a me verrebbe di dire che non dovrei mettere nulla al posto dei "?" (a parte ovviamente dei condensatori che blocchino la DC agli ingressi e all'uscita dello switch RF)... ma non può essere così semplice!!

Ringrazio anticipatamente tutti per qualunque aiuto possiate fornirmi.

[karl246]

se tutti i componenti hanno impedenza uguale, vuol dire che lavori in adattamento, e che quindi al posto dei "?" non ci va nulla :)

Considera però che a 2,4GHz la lunghezza d'onda nel vuoto è di circa 12 cm.... nell' FR4 (basette comuni) la lunghezza d'onda si riduce circa di un fattore 4, quindi siamo a 3 cm ...
le piste sulla basetta che sono lunghe qualche frazione di 3cm costituiscono a tutti gli effetti delle linee di trasmissione.
Ergo, devi 'stare attento' al disegno del PCB, le piste che collegheranno i singoli componenti saranno delle linee di trasmissione che se non sono ben dimensionate rischiano di mandare tutto in aria.
Se ti interessa ti posso suggerire come fare a dimensionarle, alla fine si tratta di stabilire la larghezza della pista, nulla di così impossibile.

[Shockwaver]

I suggerimenti in questo ambito per me sono più che ben accetti!

[DrCox]

A proposito del tuo schema:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Toglimi una curiosità: a cosa ti serve quel RF SPDT?
Se è, come sospetto, un modo per utilizzare l'antenna sia in trasmissione che in ricezione, suggerisco altre vie.
Un semplice circuito 3-porte o 4-porte a microonde potrebbe fare al caso tuo (es. accoppiatori direzionali)

[karl246]

Andiamo per gradi, il PCB dovrà essere a doppia faccia, in modo da usarne una come piano di massa, e l'altra per montare i componenti.
Il metodo che uso io si avvale dell'impiego di un paio di grafici, che al momento non ho qui con me, comunque cercando un po' sulla rete ho trovato questa application note dell' analog devices che riassume tutto in una formula, eccoti il link:

https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CC4QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.analog.com%2Fstatic%2Fimported-files%2Ftutorials%2FMT-094.pdf&ei=A4RrUu7xD8mOswaO7oCYAQ&usg=AFQjCNFv-Zb4ty43r8J0wwNgDjLtFjB89w&bvm=bv.55123115,d.Yms

ti spiega cos'è una linea a microstriscia (microsrip line), in più ho notato che aggiunge pure qualcosa di interessante :)

N.B. = nell'articolo stai attento a non fare confuzione con la stripline, che ha una struttura un po' diversa

Come puoi notare la formula dipende dalle caratteristiche geometriche della pista e dalla costante dielettrica relativa del dielettrico di cui è fatta la basetta.
Per le RF esistono addirittura delle basette in altri materiali che minimizzano le perdite sulle linee.

Appena torno a casa ti posto pure l'altro metodo, sarebbe interessante fare un confronto tra i due

Mi sa che questo potrebbe essere un bel tema per il mio primo articolo

[Shockwaver]

@DrCox
Hai sospettato bene.
La soluzione mi ha sempre funzionato bene, anche dal punto di vista del budget .. Vorrei evitare di complicare le cose. Ottimo suggerimento comunque, un'evoluzione dello stato attuale delle cose da tenere fortemente in considerazione, grazie!

[Shockwaver]

@karl246
Il circuito dal quale parto è un 4 facce, Inner1 DGND & AGND, Inner2 +3.3V. Direi che sia ancora meglio del due faccie per quanto riguarda isolamento ed estensione del piano di massa. Inoltre Top e Bottom hanno il fill DGND e AGND.

Aspetterei un po rima di passare a Rogers 4000 o Isola, ma sicuramente le dovrò tenere in considerazione in futuro..

Edit: Ok comincio a leggere l'AN!

[DrCox]

dal punto di vista del budget

Tieni comunque presente che per realizzare i circuitini a microonde che ti ho accennato ti basta disegnare opportunamente delle linee di trasmissione, non ci sono componenti esterni da inserire (almeno, non nel caso di tuo interesse). Ciò si traduce in risparmiare i soldi dello switch e minimizzare le riflessioni che esso introduce.

[karl246]

perché evitarle? puoi realizzarle anche sul quattro facce di cui disponi, non ti costa proprio niente in più. Se realizzi le piste senza tenere conto dell'impedenza caratteristica della linea sono problemi.... se realizzi la linea adattata, tutto ti funziona al meglio e fai le piste lunghe quanto vuoi (perdite permettendo).
Dai un'occhiata ai datasheet del PCB che hai e vedi se può andare..... naturalmente è inutile ricorrere a laminati all'ultimo grido se non è necessario.