Sollte jede HF-leitende Spur eine charakteristische Impedanz von 50 Ohm haben? Wie?

Ich muss einen VHF (160MHz) -Empfänger-Schaltplan in eine Leiterplatte übersetzen. Nachdem ich hier und da gesucht habe, bin ich ein bisschen verwirrt.

Die Hauptprobleme bei RF scheinen zu sein

1. Vermeidung von Streuinduktivitäten und -kondensatoren, indem enge Spuren (Kapazität erhöht), breite Spuren (Kondensator mit Masseebene darunter) und lange Spuren (Induktivität erhöht) vermieden werden

2. Vermeidung von Signalreflexionen durch Vermeidung plötzlicher Änderungen der "charakteristischen Impedanz".

   [Bitte sag mir, wenn ich andere vermisst habe]

Ich habe nur eine vage Vorstellung von der charakteristischen Impedanz (dieses wundervolle Video hat mir sehr geholfen), aber es klingt so, als wäre es die Impedanz der entsprechenden RLC-Schaltung.

1. Es sollte von der Länge und der Frequenz des Signals abhängen, wie kommt es, dass dies nicht der Fall ist?
2. Intuitiv sollte ich die charakteristische Impedanz jeder Spur von Pad zu Pad berechnen und sicherstellen, dass sie immer 50 Ohm beträgt. Ist das der fall

Ein Online-Rechner gibt (für 18 um dickes Kupfer, 4,7 Permittivität, 0,5 mm dickes Substrat) eine Breite von 0,9 mm, um 50 Ohm zu erhalten. Heißt das, ich sollte alle Spuren in dieser Breite verlegen, sie kurz halten, ohne sie zu nahe beieinander zu haben, und dann habe ich nichts zu befürchten?

Ich habe nur eine vage Vorstellung von der charakteristischen Impedanz

Die charakteristische Impedanz ist das Verhältnis von Spannung zu Strom (also eine Impedanz) für Signale, die sich entlang der Leiterbahn ausbreiten. Dies wird durch das Gleichgewicht von Kapazität und Induktivität entlang der Leiterbahn bestimmt.

Es sollte von der Länge und der Häufigkeit abhängen, wie kommt es, dass es nicht so ist?

Die charakteristische Impedanz hängt vom Verhältnis der Induktivität zur Kapazität ab. Da sowohl Induktivität als auch Kapazität linear ansteigen, wenn die Leiterbahnlänge zunimmt, hängt ihr Verhältnis nicht von der Leiterbahnlänge ab.

Innerhalb von Grenzen ändern sich diese Parameter auch nicht stark mit der Frequenz, so dass das Verhältnis wiederum nicht von der Frequenz abhängt und die charakteristische Impedanz nicht von der Frequenz abhängt.

Intuitiv sollte ich die charakteristische Impedanz jeder Spur von Pad zu Pad berechnen und sicherstellen, dass sie immer 50 Ohm beträgt. Ist das der fall

Wenn die Treiberschaltungen für die Ansteuerung von Lasten mit 50 Ohm ausgelegt sind, ist dies im Allgemeinen der Fall. Sie möchten außerdem an mindestens einem Ende der Ablaufverfolgung und möglicherweise an beiden Enden eine passende Terminierung bereitstellen, abhängig von den Details Ihrer Schaltung.

In der Regel müssen Sie nicht für jede Verbindung eine eigene Berechnung durchführen. Betrachten Sie einfach Ihren Platinenstapel und finden Sie eine Leiterbahnbreite, die eine charakteristische Impedanz von 50 Ohm erreicht. Machen Sie alle Leiterbahnen mit dieser Breite. Je nach den Umständen Ihres Layouts können Sie Mikrostreifen-, Streifenleitungs- oder koplanare Wellenleitergeometrie verwenden. Sie würden eine separate Berechnung für jede Signalschicht auf Ihrer Leiterplatte durchführen und möglicherweise für die verschiedenen Geometrietypen (Mikrostreifen und koplanar, einseitig und differentiell), wenn Sie all diese Kombinationen verwenden müssen.

Wenn die Länge der Messkurve bei Ihrer Betriebsfrequenz weniger als 1/10 einer Wellenlänge beträgt, können Sie häufig eine nicht angepasste Messkurve verwenden.

Mir scheint, Sie haben so ziemlich alles zusammengefasst, was ich zusammengefasst hätte, also werde ich mich mit der (einfachen) Mathematik befassen, die Ihre Frage (n) beantwortet.

Überprüfen Sie dies aus. Ich werde es hier umschreiben:

Mit der obigen Formel können Sie die Eingangsimpedanz einer verlustfreien Übertragungsleitung berechnen, wenn Sie die charakteristische Impedanz kennen $Z_0$$Z_L$$\beta=\frac{2\pi}{\lambda}$$\lambda$

Nun, das scheint eine komplizierte Formel zu sein, die besagt, dass die Eingangsimpedanz ein Chaos ist.

Es gibt zwei Möglichkeiten, dieses "Durcheinander" zu verbessern:

• $\tan(\beta \ell)=0$
• $Z_L = Z_0$

$Z_L=Z_0$

Und hier geschieht die Magie. Die Eingangsimpedanz hängt nicht von der Länge der Leiterbahn ab, und das ist großartig, da Sie sich normalerweise nicht darum kümmern möchten, wie lang die Übertragungsleitungen sind, wenn sie für die Übertragung verwendet werden Welle, vielleicht über 10m Kabel ... Viel Glück damit.

$50\Omega$$50\Omega$

Wie bei Ihren anderen Fragen auch, ist es immer eine gute Sache, das Übersprechen, die parasitäre Kapazität oder Induktivität und alles, was Ihnen nicht in den Sinn kommt, zu reduzieren$^{TM}$