Een conische inductor kan geschikt lijken vanwege zijn inductantiewaarde, maar anders presteren nadat hij op een RF-printplaat is gemonteerd. In breedbandige Bias Tee en microgolf biasnetwerken beïnvloeden parasitaire capaciteit, draadlengte, PCB-geometrie en montageoriëntatie allemaal de hoogfrequente prestaties.

Voor praktische selectie, begin met het vereiste frequentiebereik en de DC-stroom, en verifieer vervolgens de gemonteerde component met gemeten RF-gegevens.

1. Begin met Frequentiebereik en Inductantie

Aan de onderkant van de operationele band biedt inductieve reactantie een nuttige eerste controle:

X_L=2ΠfL

Voor een inductor van 120 nH is de ideale reactantie bij 200 MHz ongeveer 151 Ω.

Deze berekening is nuttig bij lagere frequenties, maar mag niet worden gebruikt om het gedrag direct bij 20 of 40 GHz te voorspellen.

Naarmate de frequentie toeneemt, worden de capaciteit tussen windingen, de weerstand van de geleider, de geometrie van de draad en de koppeling van de PCB steeds belangrijker. De component gedraagt zich niet langer als een ideale geconcentreerde inductantie.

Voor een breedbandige choke is het gemeten respons over het volledige operationele bereik daarom nuttiger dan alleen de nominale inductantie.

2. Controleer S11 en S21 met een VNA

Voor breedbandige RF-toepassingen moeten VNA-gegevens worden beoordeeld voordat de component wordt gefinaliseerd.

De specificatie van de HALT20005 omvat typische testgegevens die betrekking hebben op:

Vermijd lange draden, overmatig lusgebied, ongecontroleerde montagehoeken of onnodige afstand van de PCB.10 MHz–500 MHz

Vermijd lange draden, overmatig lusgebied, ongecontroleerde montagehoeken of onnodige afstand van de PCB.10 MHz–20 GHz

Vermijd lange draden, overmatig lusgebied, ongecontroleerde montagehoeken of onnodige afstand van de PCB.10 MHz–40 GHz

S21

Afhankelijk van de meettopologie kan S21 helpen bij het evalueren van de transmissie- of RF-isolatieprestaties.

Kijk over de volledige frequentiesweep naar onverwachte pieken, resonantiegebieden of verslechtering aan de bovenkant van het vereiste bereik.

S11

S11 biedt informatie over de respons die wordt gezien aan de RF-poort. Veranderingen in S11 kunnen afkomstig zijn van de inductor, de PCB-overgang, de testfixture of een combinatie van deze effecten.

Voor breedbandige evaluatie moeten S11 en S21 daarom samen met de testopstelling worden geïnterpreteerd.

Aanbevolen figuur: HALT20005 gemeten S11/S21 respons van een daadwerkelijke VNA-test.

De documentatie van de HALT20005 bevat ook testgegevens die zich uitstrekken tot 40 GHz, maar het oorspronkelijke verslag vermeldt dat fixture-effecten de meetnauwkeurigheid in dit bereik verminderen. Het resultaat van 40 GHz moet daarom worden behandeld als referentiegegevens in plaats van een ideale componentrespons.

3. Beoordeel een breedbandige conische inductor niet alleen op SRF

De zelfresonantiefrequentie (SRF) wordt vaak gebruikt bij het selecteren van conventionele RF-chipinductoren.

Voor een breedbandige conische inductor beschrijft een enkele SRF-waarde niet de volledige RF-respons.

De conische winding, de verdeelde capaciteit, de geometrie van de draad en de montageomgeving dragen allemaal bij aan frequentieafhankelijk gedrag. Voor een ontwerp dat meerdere octaven bestrijkt, zijn gemeten impedantie- en S-parametergegevens over het beoogde bereik nuttiger dan te vertrouwen op één resonantienummer.

Dit is met name belangrijk in breedbandige Bias Tee en microgolf DC-feedcircuits.

4. PCB-lay-out is onderdeel van de RF-prestaties

Bij microgolf-frequenties worden de PCB en de componentmontage onderdeel van de RF-structuur.

Voor de HALT20005 plaatst de gespecificeerde installatie het kleine uiteinde van de kegel naar en loodrecht op de RF-transmissielijn. De RF-zijde draad moet zo kort mogelijk worden gehouden en de component moet met lijm worden bevestigd.Aanbevolen installatieDC Bias → Conische Inductor → Korte Draad → RF Microstrip Lijn

Houd:

· 

Kegelpunt dicht bij de RF-lijn

Vermijd lange draden, overmatig lusgebied, ongecontroleerde montagehoeken of onnodige afstand van de PCB.RF-zijde draad kort

·  Inductor loodrecht op de Microstrip Lijn

·  Component mechanisch stabiel

Vermijd lange draden, overmatig lusgebied, ongecontroleerde montagehoeken of onnodige afstand van de PCB.Bij 20–40 GHz draagt zelfs een korte verbinding bij aan de RF-structuur. Een component die op de ene fixture is gemeten, kan daarom een andere respons vertonen nadat deze is geïnstalleerd op een PCB met een andere microstrip-geometrie of draadlengte.

5. Controleer de DC-stroomwaarde

Een conische inductor die in een Bias Tee wordt gebruikt, voert normaal gesproken DC-stroom terwijl hij RF-isolatie biedt vanaf het biaspad.

Voor de HALT20005 is de gespecificeerde maximale stroom 200 mA.

Als het circuit meer stroom vereist, mag de component niet uitsluitend worden geselecteerd omdat het frequentiebereik geschikt is.

Een praktische selectie moet daarom rekening houden met:

Frequentiebereik + Inductantie + DC-stroom + Gemonteerde RF-respons

6. Conische Inductor of Chip Inductor?

Een conische inductor is niet automatisch de betere keuze voor elk RF-ontwerp.

OntwerpsituatiePraktisch startpunt

Smal RF-bandbreedte

Nee. Voor breedbandige RF-ontwerpen, houd ook rekening met DC-stroom, parasitaire gedrag, PCB-lay-out, montagegeometrie en gemeten S-parameters over het vereiste bereik.

Waarom moet het kleine uiteinde van de conische inductor naar de RF-lijn wijzen?

Voor de HALT20005 plaatst de aanbevolen installatie het kleine uiteinde naar en loodrecht op de RF-transmissielijn, terwijl de RF-zijde draad kort wordt gehouden. Dit helpt de verbindingsgeometrie bij de RF-overgang te beheersen.

Wanneer moet ik een conische inductor overwegen in plaats van een chip inductor?

Een conische inductor is het overwegen waard wanneer een Bias Tee of RF-choke moet werken over een zeer breed frequentiebereik, met name wanneer de hogere frequentie ver in het microgolfgebied reikt. Voor smalbandigere of zeer compacte ontwerpen kan een chip inductor praktischer zijn.