ข่าว

ส่วนประกอบแบบพาสซีฟในวงจร RF 

ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ เสาอากาศ . . . เรียนรู้เกี่ยวกับส่วนประกอบแบบพาสซีฟที่ใช้ในระบบ RF

ระบบ RF ไม่ได้แตกต่างโดยพื้นฐานจากวงจรไฟฟ้าประเภทอื่น กฎฟิสิกส์เดียวกันนี้ใช้ได้ผล ดังนั้นส่วนประกอบพื้นฐานที่ใช้ในการออกแบบ RF จึงพบได้ในวงจรดิจิทัลและวงจรแอนะล็อกความถี่ต่ำด้วย

อย่างไรก็ตาม การออกแบบ RF เกี่ยวข้องกับความท้าทายและวัตถุประสงค์เฉพาะชุดหนึ่ง ดังนั้น คุณลักษณะและการใช้งานของส่วนประกอบต่างๆ จึงจำเป็นต้องได้รับการพิจารณาเป็นพิเศษเมื่อดำเนินการในบริบทของ RF นอกจากนี้ วงจรรวมบางชนิดยังมีฟังก์ชันการทำงานที่เฉพาะเจาะจงกับระบบ RF อย่างมาก ซึ่งไม่ได้ถูกนำมาใช้ในวงจรความถี่ต่ำ และอาจไม่ค่อยเข้าใจนักสำหรับผู้ที่มีประสบการณ์เกี่ยวกับเทคนิคการออกแบบ RF มากนัก

เรามักจัดหมวดหมู่ส่วนประกอบเป็นแอคทีฟหรือพาสซีฟ ซึ่งแนวทางนี้ก็ใช้ได้เท่าเทียมกันในแวดวง RF ข่าวนี้กล่าวถึงส่วนประกอบแบบพาสซีฟโดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับวงจร RF และหน้าถัดไปจะกล่าวถึงส่วนประกอบแบบแอคทีฟ

ตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุในอุดมคติควรมีฟังก์ชันการทำงานที่เหมือนกันทุกประการสำหรับสัญญาณ 1 เฮิรตซ์และสัญญาณ 1 กิกะเฮิรตซ์ แต่ส่วนประกอบต่างๆ ไม่ได้สมบูรณ์แบบเสมอไป และความไม่สมบูรณ์แบบของตัวเก็บประจุอาจมีความสำคัญมากที่ความถี่สูง

“C” สอดคล้องกับตัวเก็บประจุในอุดมคติที่ถูกฝังอยู่ท่ามกลางองค์ประกอบปรสิตมากมาย เรามีความต้านทานแบบไม่อนันต์ระหว่างแผ่นเพลท (RD), ความต้านทานแบบอนุกรม (RS), ความเหนี่ยวนำแบบอนุกรม (LS) และความจุแบบขนาน (CP) ระหว่างแผ่น PCB และแผ่นกราวด์เพลท (เราสมมติว่าเป็นอุปกรณ์แบบติดตั้งบนพื้นผิว ซึ่งจะอธิบายเพิ่มเติมในภายหลัง)

ความไม่สมบูรณ์แบบที่สำคัญที่สุดเมื่อเราทำงานกับสัญญาณความถี่สูงคือค่าเหนี่ยวนำ เราคาดว่าอิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุจะลดลงอย่างไม่มีที่สิ้นสุดเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น แต่การมีอยู่ของค่าเหนี่ยวนำปรสิตทำให้อิมพีแดนซ์ลดลงที่ความถี่เรโซแนนซ์ของตนเอง แล้วจึงเริ่มเพิ่มขึ้น:

ตัวต้านทานและอื่นๆ

แม้แต่ตัวต้านทานก็อาจสร้างปัญหาได้ที่ความถี่สูง เนื่องจากตัวต้านทานมีค่าเหนี่ยวนำแบบอนุกรม ความจุแบบขนาน และความจุทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับแผ่น PCB

และนี่นำไปสู่ประเด็นสำคัญ: เมื่อคุณทำงานกับความถี่สูง ส่วนประกอบวงจรปรสิตมีอยู่ทุกที่ ไม่ว่าส่วนประกอบตัวต้านทานจะเรียบง่ายหรือสมบูรณ์แบบเพียงใด ก็ยังต้องบรรจุและบัดกรีเข้ากับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้ก็คือปรสิต เช่นเดียวกับส่วนประกอบอื่นๆ: หากบรรจุและบัดกรีเข้ากับแผงวงจร ก็จะมีส่วนประกอบปรสิตอยู่ด้วย

คริสตัล

แก่นแท้ของ RF คือการควบคุมสัญญาณความถี่สูงเพื่อให้ถ่ายทอดข้อมูล แต่ก่อนที่เราจะควบคุม เราจำเป็นต้องสร้างสัญญาณ (generator) เสียก่อน เช่นเดียวกับวงจรประเภทอื่นๆ คริสตัลเป็นวิธีการพื้นฐานในการสร้างความถี่อ้างอิงที่เสถียร

อย่างไรก็ตาม ในการออกแบบดิจิทัลและสัญญาณผสม มักพบว่าวงจรที่ใช้คริสตัลไม่ได้ต้องการความแม่นยำที่คริสตัลสามารถให้ได้ ดังนั้นจึงอาจเกิดความประมาทได้ง่ายในการเลือกคริสตัล ในทางตรงกันข้าม วงจร RF อาจมีข้อกำหนดด้านความถี่ที่เข้มงวด ซึ่งไม่เพียงแต่ต้องการความแม่นยำของความถี่เริ่มต้นเท่านั้น แต่ยังต้องการความเสถียรของความถี่ด้วย

ความถี่การสั่นของผลึกธรรมดามีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความไม่เสถียรของความถี่ที่เกิดขึ้นนี้ก่อให้เกิดปัญหาสำหรับระบบ RF โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบที่ต้องสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมอย่างมาก ดังนั้น ระบบอาจจำเป็นต้องใช้ TCXO หรือออสซิลเลเตอร์ผลึกที่มีการชดเชยอุณหภูมิ อุปกรณ์เหล่านี้มีวงจรที่ชดเชยการเปลี่ยนแปลงความถี่ของผลึก ดังนี้

เสาอากาศ

เสาอากาศเป็นส่วนประกอบแบบพาสซีฟที่ใช้แปลงสัญญาณไฟฟ้า RF ให้เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMR) หรือในทางกลับกัน เราพยายามลดผลกระทบของ EMR ให้กับส่วนประกอบและตัวนำอื่นๆ และเสาอากาศก็พยายามปรับการสร้างหรือการรับสัญญาณ EMR ให้เหมาะสมที่สุดตามความต้องการของการใช้งาน

วิทยาศาสตร์เกี่ยวกับเสาอากาศนั้นไม่ง่ายเลย ปัจจัยต่างๆ มีอิทธิพลต่อกระบวนการเลือกหรือออกแบบเสาอากาศให้เหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะด้าน AAC มีบทความสองบทความ (คลิกที่นี่และที่นี่) ที่ให้ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับแนวคิดเกี่ยวกับเสาอากาศอย่างดีเยี่ยม

ความถี่ที่สูงขึ้นมาพร้อมกับความท้าทายด้านการออกแบบที่หลากหลาย แม้ว่าส่วนเสาอากาศของระบบจะมีปัญหาน้อยลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น เนื่องจากความถี่ที่สูงขึ้นทำให้สามารถใช้เสาอากาศที่สั้นลงได้ ปัจจุบันการใช้ "เสาอากาศแบบชิป" ซึ่งบัดกรีเข้ากับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เช่นเดียวกับส่วนประกอบแบบติดตั้งบนพื้นผิวทั่วไป หรือเสาอากาศแบบ PCB ซึ่งสร้างขึ้นโดยการรวมเส้นลายที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเข้ากับโครงร่างแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นเรื่องปกติ

สรุป

ส่วนประกอบบางส่วนเป็นเรื่องปกติในแอปพลิเคชัน RF เท่านั้น ในขณะที่ส่วนประกอบอื่นๆ จะต้องได้รับการเลือกและนำไปใช้ด้วยความระมัดระวังมากกว่า เนื่องจากมีพฤติกรรมความถี่สูงที่ไม่เหมาะสม

ส่วนประกอบแบบพาสซีฟแสดงการตอบสนองความถี่ที่ไม่เหมาะสมอันเป็นผลมาจากความเหนี่ยวนำและความจุที่มากเกินไป

แอปพลิเคชัน RF อาจต้องใช้คริสตัลที่มีความแม่นยำและ/หรือเสถียรกว่าคริสตัลที่ใช้กันทั่วไปในวงจรดิจิทัล

เสาอากาศเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ต้องเลือกตามคุณลักษณะและข้อกำหนดของระบบ RF

ไมโครเวฟ Si Chuan Keenlion มีให้เลือกหลากหลายรูปแบบ ทั้งแบบแบนด์วิดท์แคบและบรอดแบนด์ ครอบคลุมความถี่ตั้งแต่ 0.5 ถึง 50 GHz ออกแบบมาเพื่อรองรับกำลังไฟฟ้าเข้า 10 ถึง 30 วัตต์ในระบบส่งสัญญาณ 50 โอห์ม เลือกใช้การออกแบบแบบไมโครสตริปหรือสตริปไลน์ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด

เราสามารถปรับแต่งส่วนประกอบ RF แบบพาสซีฟได้ตามความต้องการของคุณ คุณสามารถเข้าสู่หน้าการปรับแต่งเพื่อระบุข้อมูลจำเพาะที่คุณต้องการได้