50欧微带线
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
微带线hfss
☼驻波比
微带线的设计
设计人:李柯 班级:电科134
学号:201303131
指导老师:王瑞
设计一个阻抗为50欧的微带线
☼ 先使用APPCAD进行微带线的设计确定基本的设计参数
建立基板
基板 材质选择
选择fr-4玻纤板,因为便宜
微带线的建立
地层的建立
微带线的边界
设置微带线边界的过程 单击右键打开Assign Boundary 选择Perfect E(理想导体边导条件)
微带线的端口
☼ 先画好端口, 然后设置端口 的积分线,两 个端口都是一 样的做法,做 积分线的步骤: 右 键 找 到 A s s i n g Excitation→L umped pour , 选择new line
空气盒子
☼ 空气盒子材 质用的air, ☼ 边界条件设 置 为 Radiation( 放射的) ☼ 补充 Ctrl+h 可以隐藏空 气盒子
求பைடு நூலகம்频率
扫描频率
☼扫 描 方 式 用 的 是Fast ( 快 速 扫描), Type用 的 是 linear Count
驻波
☼ 设置驻波:找到Results,右键找到Create Modal Sdution Date Report→Rectangular Plot, 打开后在 Category中选择vswr,其他默认点击new report
50欧阻抗常用的线宽线距
50欧阻抗常用的线宽线距50欧阻抗常用的线宽线距,是电子电路设计领域中一个重要的概念。
在现代电子产品中,高速传输信号和抗干扰能力都是至关重要的要求。
而适当选择合适的线宽线距,可以实现50欧阻抗的匹配,最大限度地提高电信号的传输质量。
本文将深入探讨50欧阻抗常用的线宽线距,以及其在电路设计中的应用和意义。
一、什么是50欧阻抗在理解50欧阻抗的线宽线距之前,我们首先需要明确什么是50欧阻抗。
在电子电路设计中,阻抗是指电路对电流和电压的响应特性。
而50欧阻抗则是指电路内部的阻抗与外部环境的阻抗之间的匹配关系。
当电路的内部阻抗与外部环境的阻抗匹配时,信号在电路中的传输效果最佳。
二、为什么选择50欧阻抗在电子电路设计中,为什么我们要选择50欧阻抗呢?这是因为50欧阻抗具有以下几个优点:1. 信号传输质量好:50欧阻抗的线宽线距能够实现最佳的信号传输质量,在高速传输时能够减少信号衰减和失真,提高系统的可靠性和稳定性。
2. 抗干扰能力强:50欧阻抗的线宽线距能够抑制信号的干扰和噪声,提高电路的抗干扰能力,保证信号的准确传输。
3. 系统兼容性好:50欧阻抗被广泛应用于许多现代通信和计算设备中,如高速数据传输、通信接口等,因此选择50欧阻抗能够提高系统的兼容性和互操作性。
三、50欧阻抗常用的线宽线距在实际的电路设计中,选择合适的线宽线距是实现50欧阻抗匹配的关键。
50欧阻抗常用的线宽线距一般有以下几种:1. 常规线宽线距:在一般的电路设计中,常用的50欧阻抗线宽线距为6 mil(1 mil = 0.001英寸)和10 mil的组合。
这种线宽线距能够满足大多数常规电路的需求,既能够保证信号的传输质量,又能够降低制造成本。
2. 工业标准线宽线距:在一些特殊的应用场景中,如高速传输和射频电路设计中,采用工业标准的线宽线距能够更好地满足50欧阻抗匹配的要求。
工业标准线宽线距一般是基于特定材料和工艺的要求,具有更高的信号传输质量和抗干扰能力。
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
[资料]50欧微带线
微带线的特性阻抗计算方法:0=60Z π≥(W h )这个公式近似度差些,若要求稍微更精确些的计算,可采用下列的计算公式,即01=601+[2(2h 2hZ W WLn e h ππ ≥(W h )+0.94)] 1-r r 2e 1+-110h ++22Wεεε=(1)或者使用另一组计算公式:0068h =60n +h 4h120=hh h +2.42-0.44+-h WZ L W Z W W W π≤≥(),W ,W (1) 本设计中使用r ε=2.3的介质,那么对于不同的W/h ,使用matl ab 编程计算:disp('微带线阻抗计算')er=2.3;wh=1:0.1:10ee=(1+er)/2+(er-1)/2*(1+10*(1./wh)).^(-0.5);z0=120*pi./(wh+2.44-0.44./wh+(1-1./wh).^6)z1=60*pi*pi*sqrt(1./ee)./(1+pi*wh+log(1+pi/2.*wh))subplot(1,2,1) plot(wh,z0) subplot(1,2,2)plot(wh,z1)得到WH 比为1.95copper:relative permittivity:1relative permeability:0.999991conductivity:58000000 siemens/mmass density:8933Tlines microstrip:MUSBH=1mm,微带线基板厚度为1mmEr=2.3,微带线基板的相对介电常数为2.3Mur=1,微带线基板的相对磁导率为1Cond=58000000,微带线导体的电导率为58000000Hu=1.0e+0.33mm,表示微带线的封装高度T=0.05mm,微带线的导体层厚度为0.05mm(50um)TanD=0.0003,微带线的损耗角tan=0.0003Rough=0mm,微带线表面粗糙度为0mm几种方法:(1)经验公式法(2)手动设置法(3)计算法,需要ADS的计算控件(4)优化法使用经验公式计算得到得到WH比为1.95,实际反射系数很大,S11<-12dB,由圆图可见,微带线特性阻抗偏大。
50欧姆射频电缆结构
50欧姆射频电缆结构
射频电缆是一种用于传输电信号的特殊电缆,广泛应用于无线通信、电视广播、雷达系统等领域。
50欧姆射频电缆是其中一种常见的规格。
下面将从外观、构造和工作原理三个方面对50欧姆射频电缆进行详细介绍。
外观方面,50欧姆射频电缆通常由外屏蔽层、绝缘层、中心导体和外护套组成。
外屏蔽层是为了阻挡外界干扰信号的进入,通常采用金属网状结构或铝箔包覆。
绝缘层是为了隔离导体与外部环境,常见的材料有聚乙烯、聚氯乙烯等。
中心导体是射频信号的传输通道,一般采用铜线或铜带制成。
外护套则是为了保护整个电缆免受外界物理损伤。
构造方面,50欧姆射频电缆的外屏蔽层和绝缘层之间存在一定的缝隙,这是为了减少电缆的损耗和信号反射。
中心导体与绝缘层之间的间隙则用于保持稳定的电阻值和噪声性能。
此外,50欧姆射频电缆还常常采用同轴结构,即中心导体和外屏蔽层同轴排列,这种结构可以有效地避免信号的泄漏和干扰。
工作原理方面,当射频信号通过50欧姆射频电缆时,信号会在导体和绝缘层之间传播。
由于电缆的特殊构造和材料选择,50欧姆射频电缆可以有效地减少信号的损耗和反射。
同时,电缆的外屏蔽层可以阻挡外界干扰信号的进入,保证信号的传输质量和稳定性。
总结起来,50欧姆射频电缆是一种常见的用于传输电信号的电缆,具有较好的信号传输性能和抗干扰能力。
它的构造和工作原理使其在无线通信和其他相关领域中发挥重要作用。
了解50欧姆射频电缆的结构和工作原理,有助于我们更好地理解和应用这一技术。
双层板50欧阻抗线宽
双层板50欧阻抗线宽
双层板是一种常见的电路板结构,由于其较高的密度和较小的尺寸,广泛应用于各种电子设备中。
而阻抗线宽是双层板设计中的一个重要参数,决定了电路板上信号的传输速度和稳定性。
在双层板设计中,50欧阻抗线宽是一种常见的选择。
这种线宽能够在电路板上实现50欧姆的阻抗匹配,以确保信号在传输过程中的稳定性和准确性。
阻抗匹配是为了防止信号在传输过程中受到反射和干扰,从而保证电子设备的正常工作。
在实际的双层板设计中,为了实现50欧阻抗线宽,需要考虑多个因素。
首先是电路板的材料选择,常见的材料有FR-4、高频板材等。
不同的材料具有不同的介电常数和损耗因子,这会对阻抗线宽的设计产生影响。
其次是线宽的布局和走向,需要结合信号传输的路径和布线规则进行合理的设计。
此外,还需要考虑线宽的制造工艺和成本因素,以确保设计的可行性和经济性。
50欧阻抗线宽的选择并非是一成不变的,它会受到具体应用场景和设计要求的影响。
在某些特殊的应用中,可能需要更宽或更窄的线宽来满足特定的电路要求。
因此,在进行双层板设计时,需要全面考虑各种因素,并根据具体情况进行合理的选择。
双层板50欧阻抗线宽是一种常见的设计选择,能够在电子设备中实现稳定和准确的信号传输。
在实际应用中,需要综合考虑多种因
素,并进行合理的设计和布局,以满足具体的电路要求。
只有在合适的线宽选择下,双层板才能发挥其最佳性能,为电子设备的正常工作提供可靠的支持。
微带线的工艺对特征阻抗的影响
微带线的工艺对特征阻抗的影响我们以F4B,介电质常数2.65,厚度0.8mm,损耗正切角0.001,信号层厚度T=0.05,为基准,分别分析各个指标对特征阻抗的影响。
1GHz时,特征阻抗值50欧姆传输线宽度为2.123410mm现在微带线的加工精度大概在0.03mm到0.05mm.。
我们分别进行分析精度为0.03时2.15mm,特征阻抗为49.56欧姆。
偏移0.44欧姆,偏移率0.88%2.09mm,特征阻抗为50.50欧姆,偏移量0.5欧姆,偏移1%。
0.05mm 的加工误差在2.17mm时,特征阻抗Z0=49.31欧姆,偏移0.7欧姆,偏移率1.4%在2.07mm时,特征阻抗Z0=50.81欧姆。
偏移0.8欧姆,偏移率1.6%在精度为0.1mm时2.22mm ,特征阻抗48.59欧。
偏移1.4欧姆,偏移率2.8%2.02mm, 特征阻抗51.6Ω,偏移1.6欧姆,偏移率3.2%生产商板材厚度误差带来的影响。
根据了解到,F4B的厚度误差范围在3%-5%,Rogers的板材厚度误差在2%。
我们使用厚度为0.8mm,我们以5%(0.04mm)的误差进行分析0.76mm,特征阻抗为48.35欧姆。
偏移1.65欧姆,偏移3.3%0.84mm,特征阻抗为51.60欧姆,偏移1.6欧姆,偏移3.2%信号层电镀工艺的影响阻抗线与频率的关系微带线的损耗越低,阻抗越不随频率变化。
123456789010-0.030-0.025-0.020-0.015-0.010-0.005-0.0350.000freq, GHzd B (S (1,2))123456789010-0.03-0.02-0.01-0.040.00freq, GHzd B (S (1,2))。
ADS仿真分析
微波电路ADS仿真一.微带传输线设计 (1)(A1)经验公式法 (1)(A2)使用matlab编程分析 (2)(A3)相关程序结果 (2)(B1)ADS建模仿真 (5)(B2)设置控件MSUB微带线参数 (5)(B3)帮助文件 (6)(B4)初始结果 (7)(B5)手动调整导带宽度 (8)(C1)微带线自带计算工具 (8)(D1)优化方法 (10)(D2)优化后的仿真结果 (10)(E)相关参数改变 (11)二:微带电容的设计 (12)(1)交流电路分析 (12)(2)使用交流扫频方法并使用理想电容等效 (12)(3)使用微带线设计 (13)(4)使用交指微带设计 (14)(5)S参数电路分析 (16)(6)使用微带电容MTFC模块设计 (17)三:微带电感的设计 (19)(1)交流电路分析 (19)(2)S参数电路分析 (20)(3)使用方形微带电感实现 (20)组员:周亮、张扬一.微带传输线设计要求:设计50欧姆的微带线,首先使用公式计算的方法,然后使用软件优化设计的方法(添加随机函数和变量),其中参量的值为,基片介电常数为2.3,金属导带使用copper,研究介电常数、金属线宽、长度对特性阻抗和频带的影响。
几种方法:(1)经验公式法(2)手动设置法(3)计算法,需要ADS的计算控件(4)优化法(A1)经验公式法001-r r 2e 00=601=601+[2(2h 2h1+-110h ++228h =60n +h 4h120=h Z Z W W Ln e h WW Z L W Z W ππππ≥ ≥εεε=≤微带线的特性阻抗计算方法:(W h )这个公式近似度差些,若要求稍微更精确些的计算,可采用下列的计算公式:(W h )+0.94)](1)或者使用另一组计算公式:(),W 6h h h +2.42-0.44+-W W ≥,W (1)本设计中使用介电常数2.3的介质,那么对于不同的W/h ,使用matlab 编程计算:(A2)使用matlab 编程分析disp('微带线阻抗计算')er=2.3;wh=1:0.1:10ee=(1+er)/2+(er-1)/2*(1+10*(1./wh)).^(-0.5);z0=120*pi./(wh+2.44-0.44./wh+(1-1./wh).^6)z1=60*pi*pi*sqrt(1./ee)./(1+pi*wh+log(1+pi/2.*wh))subplot(1,2,1)plot(wh,z0)subplot(1,2,2)plot(wh,z1)最终得到WH 比为1.95(A3)相关程序结果(B1)ADS建模仿真新建工程,选择【File】→【New Project】,系统出现新建工程对话框。
单端50ω阻抗
单端50ω阻抗是指一条线上或一个端点上的50欧姆的阻抗。
在音频信号处理中,这是一种常见的阻抗规格。
具体来说,它常常出现在电子设备的输出端,表示该设备在这个位置的输出阻抗为50欧姆。
为了更好地理解这个概念,让我们从以下几个方面进行详细解答:
首先,阻抗的定义是一个电路或元件对电流的阻碍力量。
在音频领域,阻抗决定了设备对声音信号的响应方式,以及声音信号在电路中如何传播。
其次,50ω这个数值意味着什么呢?在音频信号处理中,50欧姆的阻抗意味着电路或元件对音频信号的响应是相对平滑的,不会产生过多的噪音或失真。
同时,由于其相对较低的阻抗,它也能更好地从电源和周围环境中吸收功率,从而减少信号的损失。
那么,单端50ω阻抗在实际应用中有何作用呢?首先,它有助于提高音频设备的性能。
由于其较低的阻抗,单端50ω阻抗可以更好地传输音频信号,减少信号损失,从而提高音质。
此外,它还能减少噪音和失真的产生,进一步提升了音频质量。
此外,单端50ω阻抗还为音频工程师提供了更多的灵活性。
通过调整阻抗值,工程师可以优化电路设计,以适应不同的音频设备或系统。
同时,它也有助于提高音频系统的稳定性和可靠性。
总的来说,单端50ω阻抗在音频领域中扮演着重要的角色。
它有助于提高音质、减少噪音和失真,同时为工程师提供了更多的灵活性和设计空间。
在实际应用中,它已成为一种常见的阻抗规格,被广泛应用于各种电子设备的输出端。
单端50欧姆阻抗_线长_概述说明以及解释
单端50欧姆阻抗线长概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨单端50欧姆阻抗线长的概述说明以及解释。
我们将介绍什么是单端50欧姆阻抗,为何使用该阻抗以及其特性和优势。
同时,我们还将详细解释线长对单端50欧姆阻抗的影响,并提供选择合适线长以保持阻抗匹配的建议。
最后,我们将讨论解决远距离传输中单端50欧姆阻抗问题的不同方法,并总结文章内容并展望未来可能的研究方向和发展趋势。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行论述。
首先是引言部分,概述了文章的主题和目标。
之后是"单端50欧姆阻抗概述说明",在其中我们将详细解释什么是单端50欧姆阻抗,为何使用该阻抗以及其特性和优势。
接下来是"线长对单端50欧姆阻抗的影响解释",我们将讨论线长与传输媒介之间的关系以及线长对信号衰减和失真产生的影响,并提供选择合适线长以保持50欧姆阻抗匹配的建议。
然后,我们将探讨解决远距离传输中单端50欧姆阻抗问题的方法,包括使用高质量传输线缓解阻抗问题、使用信号放大器增强信号品质以及使用匹配网络调整阻抗匹配。
最后,在"结论总结与展望"部分,我们将再次强调单端50欧姆阻抗线长的重要性,并对解决远距离传输中阻抗问题的方法进行总结,并对未来可能的研究方向和发展趋势进行展望。
1.3 目的本文的目的是提供关于单端50欧姆阻抗线长相关知识的深入认识和理解。
通过详细介绍什么是单端50欧姆阻抗以及为何使用该阻抗,读者可以更好地了解其特性和优势。
同时,我们将从理论和实践角度分析了线长对单端50欧姆阻抗的影响,并提供有关如何选择合适线长以保持阻抗匹配的实用建议。
此外,本文还将探讨解决远距离传输中单端50欧姆阻抗问题的不同方法,并对未来的研究方向和发展趋势进行一些展望。
通过阅读本文,读者将能够更好地应对相关问题并拓展相关领域的知识和应用。
(注意: 这只是引言部分的内容。
根据需要,你可以在后续的段落中进一步详细阐述每个子部分所涉及的具体内容。
50欧微带线宽度
50欧微带线宽度50欧微带线宽度是指一种用于微电子器件制造的技术,该技术可以制造出线宽为50欧微米的电路。
本文将介绍50欧微带线宽度的相关知识以及其在微电子领域中的应用。
50欧微带线宽度是一种常见的微电子器件制造技术。
在微电子领域中,电路的线宽度是指电路中导线的宽度。
50欧微带线宽度就是指导线的宽度为50欧微米。
这种线宽度的设计可以满足一些特定的电路要求,例如高频电路或微波电路。
在微电子器件制造中,50欧微带线宽度的制作过程是一个复杂的工艺。
首先,需要选择合适的基底材料,常见的有陶瓷基板或玻璃基板。
然后,在基底上涂覆一层薄膜材料,通常是金属或导电聚合物。
接下来,使用光刻技术,将电路图案通过掩膜的方式转移到薄膜上。
最后,通过电子束蒸发或电镀等工艺,将导线的宽度控制在50欧微米左右。
50欧微带线宽度在微电子领域中有着广泛的应用。
首先,它可以用于制作高频电路。
由于线宽度较小,电路中的电流可以更快地传输,从而提高了电路的工作频率。
其次,50欧微带线宽度还可以用于制作微波电路。
微波电路要求信号的传输速度和稳定性都非常高,而50欧微带线宽度可以满足这一需求。
此外,50欧微带线宽度还可以用于制作一些传感器和天线等微电子器件。
除了应用于高频电路和微波电路之外,50欧微带线宽度还可以在其他领域中发挥作用。
例如,在通信领域中,50欧微带线宽度可以用于制作微带天线,用于无线通信设备中。
此外,在传感器制造领域,50欧微带线宽度也可以用于制作一些微型传感器,如压力传感器或温度传感器等。
50欧微带线宽度是一种常见的微电子器件制造技术,它可以制造出线宽为50欧微米的电路。
这种技术在高频电路、微波电路以及其他领域中有广泛的应用。
通过控制线宽度,可以提高电路的工作频率和传输速度,满足特定电路的要求。
未来,随着微电子技术的不断发展,50欧微带线宽度有望在更多领域中展现其优越性。
射频系统中的50欧姆特性阻抗
射频系统中的50欧姆特性阻抗射频行业里,经常会听到一些说法,这根电缆的特性阻抗是50欧姆,这条微带线的特性阻抗是50欧姆等等。
此时很多初学者或者行业外的人就范嘀咕了:什么??导线的阻抗有50欧姆?那这根导线的质量也太差了吧!什么??一米长阻抗为50欧姆的微波电缆要500rmb??你在逗我吗?没错,射频单盘中的信号走线大多是特性阻抗为50欧姆的微带线;一根一米长,可以传输最高频率为20GHZ信号的50欧姆同轴电缆要500rmb。
造成这些误解的原因,我们要区分两个物理量:一个是阻抗;一个是特性阻抗。
后者相对前者多了特性二字。
阻抗表示导体对电流阻碍作用的大小。
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。
电阻的单位是欧姆。
特性阻抗,是射频传输线影响高频电波电压、电流的幅值和相位变化的固有特性,等于各处的电压与电流的比值,特性阻抗的单位也是欧姆。
要理解特性阻抗的概念,我们先要弄清楚什么是传输线。
简单的说,传输线就是能够传输信号的连接线。
电源线,视频线,USB连接线,PCB板上的走线,都可以称为传输线。
如果传输线上传输的信号是低频信号,假设是1KHz,那么信号的波长就是300公里(假设信号速度为光速),即使传输线的长度有1米长,相对于信号来说还是很短的,传输线对信号的幅度和相位影响是很小的。
但是对于高速信号来说,假设信号频率提高到300MHz,信号波长就减小到1米,这时候1米的传输线和信号的波长已经完全可以比较,在传输线上就会存在波动效应,在传输线上的不同点上的电压电流就会不同。
在这种情下,我们就不能忽略传输线对信号造成的影响。
传输线相对信号来说就是一段线,我们要用长线传输里的理论来解决问题。
在传输线是长线的前提下,传输线的模型不再是一根阻抗很低的导线模型,而是分布参数网络。
如图1所示,传输线经常用双线来示意,图1中无穷小长度△z的一段线可以模拟为图2中的一个集总元件电路,其中R,L,G,C为单位长度的量,定义如下:R表示单位长度的串联电阻,单位为/ML表示单位长度的串联电感,单位为H/MG表示单位长度的并联电导,单位为S/MC表示单位长度的并联电容,单位为F/M信号在传输线中传输的过程中,在信号到达的一个点,传输线和参考平面之间会形成电场,会产生电流和电压,电压和电流的比值就是这根导线的特性阻抗Z。
射频工程师必知必会——为什么是“50欧姆”?
射频工程师必知必会——为什么是“50欧姆”?在我们的射频电路设计中,我们经常会遇到一个特殊的阻抗——50Ohm。
为什么一定是50Ohm?10Ohm或者100Ohm不行吗?五十欧姆阻抗的标准化可以追溯到1930年代开发用于千瓦无线电发射机的同轴电缆。
A. S. Gilmour,Jr.在《Microwave Tubes》中对选择50欧姆做出了很好的解释。
这个答案就是:对于空气电介质同轴电缆,50欧姆是功率容量和损耗之间的平衡。
▪同轴线是由内导体和外导体组成的双导体微波传输线。
结构如下图所示:▪同轴线主要工作模式是TEM模,主要用于宽频带馈线,设计宽频元器件;▪当同轴线的横向尺寸和波长相比拟时,同轴线中将出现TE和TM模,是同轴线的高次模。
▪同轴线的场分布图如下:▪▪同轴线的阻抗公式:▪同轴线的功率容量:▪同轴线的损耗:根据上文给出的同轴线的相关公式,我们一起来计算一下到底是不是这样子的?1,假设同轴线的外导体内径为10mm,内导体外径为d从0.1mm变化到9mm,我们通过Matlab计算看一下他的功率容量和损耗都是怎么个变化吧。
为了简便,我们把公式中的常数设为1。
代码如下:D=10; %同轴线外导体内径为10mmd=0.1:0.1:9; %同轴线内径为变量从0.1mm递增到9mm%循环计算得到阻抗不同内径的阻抗值和功率容量和损耗值for i=1:max(size(d))P(i)=(d(i)*d(i))/120*log(D/d(i));Z(i)=60*log(D./d(i));Loss(i)=10/(120*3.14*D)*(1+D./d(i))/log(D./d(i));end[a,b]=min(Loss); %取得损耗最小值和坐标[c,d]=max(P);%取得功率容量最大值和坐标plot(Z,P,Z,Loss)%画图hold onplot(Z(b),a,'o');text(Z(b),a+0.01,['Z=',num2str(Z(b))',' ,'Lmin=',num2str(a)]);hold onplot(Z(d),c,'<');text(Z(d),c+0.001,['Z=',num2str(Z(d))',' ,'Lmin=',num2str(c)]);hold off运行得到:上图中蓝色线为空气填充同轴线功率容量与阻抗的关系曲线,我们可以看到,当阻抗Z=29.6578Ohm时,功率容量最大。
50欧姆走线宽度
50欧姆走线宽度
50欧姆走线宽度是指在电子电路中的一种电阻,它对于电路的正常工作起着至关重要的作用。
在电子设备中,走线宽度决定了电流的流动速度和信号的传输效果,因此对于电路设计师来说,确保走线宽度的准确性至关重要。
在电子电路设计中,走线宽度的选择是一个复杂而关键的问题。
走线宽度过小可能会导致电流过载,电路失效甚至损坏。
而走线宽度过大则会占用过多的空间,增加电路的成本和复杂度。
因此,设计师需要根据电路的特性和需求,结合实际情况,选择合适的走线宽度。
在实际应用中,电路设计师通常会根据电流的大小、电路的复杂程度和空间的限制来确定走线宽度。
一般来说,较小的电流可以选择较小的走线宽度,而较大的电流则需要选择较大的走线宽度。
此外,对于高频信号的传输,走线宽度也要考虑到信号的衰减和反射等因素,以保证信号的稳定和准确传输。
除了走线宽度,走线的布局和排列也对电路的性能有着重要的影响。
合理的走线布局可以减少电路的串扰和干扰,提高信号的传输质量。
同时,合理的走线布局还可以减少电路的长度,降低电路的延迟和功耗。
50欧姆走线宽度在电子电路设计中扮演着至关重要的角色。
设计师
需要根据电路的特性和需求,选择合适的走线宽度,并合理布局和排列走线,以确保电路的正常工作和稳定性。
只有这样,我们才能设计出高性能、高可靠性的电子设备,满足人们对于科技产品的需求和期望。
50欧姆走线宽度
50欧姆走线宽度
50欧姆走线宽度是一种电子设备中常见的参数,它用来描述电路中导线的宽度。
在电子设备制造过程中,走线宽度的选择对电路的性能和可靠性都有着重要的影响。
走线宽度的选择需要考虑多个因素,包括电流的大小、电路板的层数、信号传输的速度等等。
一般来说,当电流较大或信号传输速度较快时,需要选择较宽的走线宽度,以保证电路的稳定性和可靠性。
而当电流较小或信号传输速度较慢时,可以选择较窄的走线宽度,以节省空间和成本。
走线宽度的选择还需要考虑电路板的制造工艺和可行性。
在制造电路板时,走线宽度过窄可能会造成制造难度增加、成本提高或者信号传输质量下降。
因此,合理选择走线宽度是一项需要综合考虑多个因素的工作。
除了考虑走线宽度,电子设备中还有许多其他参数也需要进行合理选择,以确保电路的性能和可靠性。
这些参数包括电阻、电容、电感等等。
在设计电路时,工程师需要根据具体的需求和条件,综合考虑这些参数,以达到最佳的电路设计效果。
走线宽度是电子设备制造中一个重要的参数,它对电路的性能和可靠性有着重要的影响。
合理选择走线宽度需要考虑多个因素,包括电流大小、信号传输速度、制造工艺等等。
通过综合考虑这些因素,
可以设计出性能优良、可靠稳定的电子设备。
为什么示波器阻抗偏偏是1M和50欧?
为什么示波器阻抗偏偏是1M和50欧?用过示波器的看官都会发现,带宽超过200M的示波器大多会有两种输入阻抗可供选择。
一种是常见1MΩ,一种就是本文的主角50Ω。
这个50Ω是做什么用的呢,输入阻抗不应该是越高越好么。
接下来我们将一起来了解这个神秘的50Ω。
传输线就像讲历史,不得不插一段军事理论课一样,想把我们的50Ω讲明白,那也不得不讲一下这个传输线了。
众所周知,电信号实际上是以电磁波的形式在传输线中传播的。
当传输线的尺寸不再远小于电磁波波长时,就不得不考虑这个“波”的特性了。
光在传输介质发生改变时会发生反射,电信号也一样。
反射会带来什么呢,您的信号可能就会成这样。
图 1是不是整个人都不怎么好了。
为了不让反射发生,就出现了均匀传输线,如PCB微带线,同轴线等,他们介质均匀,任何一点横截面几何结构相同,这样就可以保证电信号不会在传输线内发生反射了。
但是问题又来了,送君千里,终须一别,传输线早晚还是要把信号交给信号的负载的。
信号一旦来到传输线终点,岂不是还是要发生反射么。
还好我们的电信号不像光那么矫情。
只要保证她的瞬时阻抗不变,她也能将就一下不反射回去。
瞬时阻抗就是电信号在传输线上某一点所受的阻抗,经过研究发现,均匀传输线的瞬时阻抗是个纯阻性的,与频率无关,就像个电阻,而且瞬时阻抗只与传输线的几何结构和填充材料有关,所以又叫做特性阻抗。
既然瞬时阻抗像电阻,那我们就给负载并联一个电阻,让总阻值和特性阻抗相等,这样信号就不会有太大的反感,会屈尊降贵的传到负载中去而不会反射回来,您的电路也就清净了。
这种方法叫做终端匹配。
还有一种方法就是源端匹配,即在源端串入一个电阻,使其与信号源的输出电阻相加等于传输线的特性阻抗,这样就可以让反射波的负载与传输线阻抗相等,从而吸收反射波,不让其在传输线上撞来撞去。
很多时候这两种匹配是同时用的。
著名的50Ω特性阻抗大小会影响信号传输功率、传输损耗、串扰等电气性能,而其板材和几何结构又影响制造成本,这种情况只能找一个折中值。
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微带线的特性阻抗计算方法:
0=60Z π≥(W h ) 这个公式近似度差些,若要求稍微更精确些的计算,可采用下列的计算公式,即 01
=601+[2(2h 2h Z W W Ln e h ππ ≥(W h )+0.94)] 1
-r r 2e 1+-110h ++22W
εεε=(1) 或者使用另一组计算公式:
0068h =60n +h 4h
120=h h h +2.42-0.44+-h W Z L W Z W W W π≤≥(
),W ,W (1) 本设计中使用r ε=的介质,那么对于不同的W/h ,使用matlab 编程计算:
disp('微带线阻抗计算')
er=;
wh=1::10
ee=(1+er)/2+(er-1)/2*(1+10*(1./wh)).^;
z0=120*pi./(wh+得到WH 比为
copper:
relative permittivity:1
relative permeability:
conductivity:58000000 siemens/m
mass density:8933
Tlines microstrip:
MUSB
H=1mm,微带线基板厚度为1mm
Er=,微带线基板的相对介电常数为
Mur=1,微带线基板的相对磁导率为1
Cond=58000000,微带线导体的电导率为58000000
Hu=+,表示微带线的封装高度
T=,微带线的导体层厚度为(50um)
TanD=,微带线的损耗角tan=
Rough=0mm,微带线表面粗糙度为0mm
几种方法:
(1)经验公式法
(2)手动设置法
(3)计算法,需要ADS的计算控件
(4)优化法
使用经验公式计算得到得到WH比为,实际反射系数很大,S11<-12dB,由圆图可见,微带线特性阻抗偏大。
其坑爹程度令人发指。
手调WH,当WH=时,S11<-40dB,可以求出反射系数为,反射能量为万分之一,满足设计要求。
使用ADS自带计算微带线阻抗,可以得到WH为时,分析得到微带线特性阻抗为欧。
与仿真结果相符。
基本与圆图中心点重合。
设置微带线特性阻抗为50欧,并设计中心频率为4Ghz,使用综合的方法可以得到WH=,回到设计中,设置WH=,这时S11曲线在1到频带内降为-60dB,在到10Ghz频带内仍为-40dB。
新建工程,选择【File】→【New Project】,系统出现新建工程对话框。
在name栏中输入工程:microstrip,并在Project Technology Files栏中选择ADS Standard:Length unit——millimet,默认单位为mm。
单击OK,完成新建工程,此时原理图设计窗口会自动打开。
在原理图设计窗口中选择TLines-Microstrip元件面板列表,并选择MSUB,按照如图所示的方式连接起来。
设置控件MSUB微带线参数
H=1mm,微带线基板厚度为1mm
Er=,微带线基板的相对介电常数为
Mur=1,微带线基板的相对磁导率为1
Cond=58000000,微带线导体的电导率为58000000
Hu=+,表示微带线的封装高度
T=,微带线的导体层厚度为(50um)
TanD=,微带线的损耗角tan=
Rough=0mm,微带线表面粗糙度为0mm
微带线计算控件:选择【Tools】→【LineCalc】→【Start LineCalc】工具来分析综合微带线的特性阻抗。
在Substrate Parameters栏中填入与MSUB相同的微带线参数。
在Component Parameters栏中填入中心频率。
Physical栏中的W和L分别表示微带线的宽和长。
Electrical栏中的Z0和E_Eff分别表示微带线的特性阻抗和相位延迟,点击Synthesize和Analyze栏,可以进行W、L与Z0、E_Eff间的相互换算。
单击工具栏上的VAR 图标,把变量控件VAR放置在原理图上,双击该图标弹出变量设置窗口,依次添加各变量。
在Name栏中填变量名称,Variable Value栏中填变量的初值,点击Add添加变量,然后单击Tune/Opt/Stat/DOE Setup按钮设置变量的取值范围,其中的Enabled/Disabled表示该变量是否能被优化,Minimum Value表示可优化的最小值Maximum Value表示可优化的最大值。
在原理图设计窗口中选择S参数仿真工具栏,Simulation-S_Param。
选择Term放置在微带线两边,用来定义端口1和2,并放置两个地,连接好电路。
选择S参数扫描控件放置在原理图中,并设置扫描的频率范围和步长。
双击S参数仿真控制器,参数设置如下。
Start=0 GHz,表示频率扫描的起始频率为0 GHz。
Stop=5 GHz,表示频率扫描的终止频率为5 GHz。
Step= GHz,表示频率扫描的频率间隔为GHz。
在原理图设计窗口中选择优化面板列表optim/stat/Yield/DOE,在列表中选择优化控件optim,双击该控件设置优化方法和优化次数,常用的优化方法有Random(随机)、Gradient(梯度)等。
随机法通常用于大范围搜索,梯度法则用于局部收敛。
在优化面板列表中选择优化目标控件Goal放置在原理图中,双击该控件设置其参数。
Expr是优化目标名称,其中dB(S(1,2))表示以dB为单位的S12参数的值。
SimlnstanceName是仿真控件名称,这里选择SP1。
Min和Max是优化目标的最小与最大值。
Weight是指优化目标的权重。
RangeVar[1]是优化目标所依赖的变量,这里为频率freq。
RangeMin[1]和RangeMax[1]是上述变量的变化范围。
优化完成后,要点击原理图窗口菜单中的Simulate -> Update Optimization Values保存优化后的变量值(在VAR控件上可以看到变量的当前值)
砷化镓介电常数为Aluminum:
relative permittivity:1
relative permeability:conductivity:38000000 siemens/m mass density:2689。