Un réseau de correspondance réglé à 10 GHz peut changer après quelque chose d'aussi petit qu'un changement dans la longueur de la bobine ou l'angle de montage.La sélection d'un inducteur par sa seule valeur nominale de nH est risquée..

Les inducteurs de noyau d'air sont largement utilisés dans les réseaux de correspondance RF, de filtrage et de résonance car ils fournissent de petites valeurs d'inductivité sans noyau magnétique.Cela élimine la saturation du noyau magnétique et les pertes liées au noyau, mais cela n'élimine pas les limitations de haute fréquence. Q, la fréquence d'auto-résonance (SRF), la capacité parasitaire et la disposition des PCB déterminent toujours le comportement de la bobine dans le circuit réel.

Quelles sont les limites d'un inducteur de noyau d'air aux fréquences RF?

Une bobine RF pratique est mieux représentée par un circuit équivalent contenant:

Inductivité de la bobine

Rs ?? perte de conditionnement et de conditionnement

La capacité parasitaire entre les virages et les structures environnantes

À mesure que la fréquence augmente, Cp devient de plus en plus important.

fSRF ≈ 1 / (2π√LCp)

C'est un modèle simplifié, pas une prédiction exacte pour une bobine à micro-ondes.les appareils d'essai et les structures conductrices à proximité peuvent tous déplacer la résonance mesurée.

Au-dessous de SRF, le dispositif se comporte principalement comme un inducteur.il peut ne plus fournir le comportement inductif attendu par le circuit.

C'est pourquoi la SRF et l'impédance par rapport à la fréquence comptent plus que l'inductivité nominale seule dans les applications à micro-ondes.

Pourquoi Q est important

La construction du noyau aérien élimine la perte du noyau magnétique, ce qui rend possible un Q élevé sur une plage de RF appropriée.

La résistance à l'enroulement, l'effet de peau, l'effet de proximité et le couplage parasitaire changent tous avec la fréquence.Une bobine qualifiée de Q élevé peut donc être inappropriée si son Q est déjà tombé autour de la bande de fonctionnement prévue..

Pour un réseau de correspondance de 10 GHz, Q autour de la fréquence de fonctionnement réelle est plus utile qu'une valeur de Q-pix mesurée bien en dessous de 10 GHz.

Noyau d'air par rapport aux autres inducteurs RF

Des structures différentes résolvent des problèmes différents.

Un inducteur de cœur d'air n'est donc pas automatiquement le meilleur inducteur RF. Le choix dépend de la bande passante, de l'inductance, du courant et du comportement d'impédance requis.

HALA0600503R:Un exemple de 7 nH RF

L'inducteur HALA0600503R Air Core de HOAN fournit un exemple pratique d'une petite bobine destinée aux applications micro-ondes.

L'enroulement de six tours et le diamètre intérieur de 0,3 mm montrent également pourquoi la géométrie mécanique ne peut pas être séparée de la spécification électrique.La géométrie du plomb et le montage des PCB contribuent au réseau parasitaire autour de l'inductivité nominale de 7 nH.

La valeur de 5·20 GHz est la gamme de fréquences recommandée pour l'application, qui ne doit pas être interprétée comme signifiant que les caractéristiques de Q, d'impédance ou d'insertion restent constantes sur toute cette gamme.

La disposition des PCB fait partie du circuit RF

À plusieurs gigahertz, le PCB et le composant fonctionnent efficacement comme une seule structure RF.

Quelques règles pratiques sont importantes:

Un conducteur supplémentaire ajoute une inductance parasitaire.

Évitez les coussinets inutilement volumineux, car une surface de coussinet supplémentaire peut augmenter la capacité parasitaire.

Gardez l'orientation de la bobine constante.Les structures au sol ou les composants à proximité peuvent modifier l'accouplement.

Vérifiez le boîtier final, les boucliers et le métal à proximité peuvent modifier l'environnement électromagnétique autour de la bobine.

Pour HALA0600503R, HOAN recommande de maintenir la bobine aussi verticale que possible par rapport à la ligne de transmission RF.

Vérifiez la bobine installée, pas seulement la valeur de la feuille de données

Pour les applications à micro-ondes, un analyseur de réseau vectoriel (VNA) peut être utilisé pour évaluer le composant installé dans un appareil PCB représentatif.

Selon la configuration de test, S11 peut aider à évaluer le comportement de réflexion et d'impédance, tandis que S21 peut montrer des caractéristiques de transmission ou d'isolation à travers le réseau de test.

La mesure ne devient significative que lorsque le luminaire est défini. Le matériau du PCB, la géométrie de la ligne de transmission, le plan de référence d'étalonnage, la position du soudage et de la bobine peuvent tous affecter le résultat.

Lors de la validation du prototype, mesurer d'abord l'état de montage prévu, puis répéter la mesure après avoir changé la longueur du plomb ou introduit la structure finale du bouclier.Un changement significatif de réponse indique que les parasites de l'installation contribuent de manière significative au comportement du circuit.

Questions fréquentes

Pourquoi les inducteurs de noyau d'air sont-ils utilisés dans les circuits RF à haute fréquence?

Ils fournissent de petites valeurs d'inductivité sans saturation du noyau magnétique ou perte liée au noyau.filtrage et réseaux de résonance où Q et le comportement à haute fréquence sont importants.

Les inducteurs de noyau d'air ont-ils une fréquence auto-résonante?

La capacité parasitaire entre les enroulements et les structures environnantes interagit avec l'inductivité de la bobine et produit une résonance.

Inducteur à noyau d'air ou à noyau conique: lequel dois-je utiliser?

Utilisez un inducteur de noyau d'air lorsque une petite inductance et un comportement contrôlé sur une bande RF définie sont requis.

Sélection d'un inducteur de noyau d'air pour votre conception RF

Pour les circuits à micro-ondes, commencez par une valeur supérieure à l'inductivité.

Fournir à HOAN la fréquence de fonctionnement, l'inductivité requise, le courant, l'espace disponible sur le PCB et les exigences de montage.L'information sur la disposition des PCB peut également aider à évaluer si un inducteur de noyau d'air existant ou une géométrie de bobine personnalisée est plus appropriée pour l'application.