Ein konischer Induktor mag aufgrund seines Induktivitätswerts geeignet erscheinen, verhält sich jedoch nach der Montage auf einer HF-Platine anders. In Breitband-Bias-Tees und Mikrowellen-Bias-Netzwerken beeinflussen parasitäre Kapazität, Leitungslänge, PCB-Geometrie und Montageausrichtung die Hochfrequenzleistung.

Für die praktische Auswahl beginnen Sie mit dem erforderlichen Frequenzbereich und Gleichstrom, und verifizieren Sie dann die montierte Komponente mit gemessenen HF-Daten.

1. Beginnen Sie mit Frequenzbereich und Induktivität

Am unteren Ende des Betriebsbandes bietet die induktive Reaktanz eine nützliche erste Überprüfung:

X_L=2ΠfL

Für einen 120 nH Induktor beträgt die ideale Reaktanz bei 200 MHz etwa 151 Ω.

Diese Berechnung ist bei niedrigeren Frequenzen nützlich, sollte aber nicht zur direkten Vorhersage des Verhaltens bei 20 oder 40 GHz verwendet werden.

Mit zunehmender Frequenz werden Windungskapazität, Leiterwiderstand, Leitungsgeometrie und PCB-Kopplung immer wichtiger. Die Komponente verhält sich nicht mehr wie eine ideale konzentrierte Induktivität.

Für eine Breitband-Drossel ist die gemessene Antwort über das gesamte Betriebsband daher nützlicher als die Nenninduktivität allein.

2. Überprüfen Sie S11 und S21 mit einem VNA

Für Breitband-HF-Anwendungen sollten VNA-Daten vor der endgültigen Auswahl der Komponente überprüft werden.

Die Spezifikation HALT20005 enthält typische Testdaten für:

· 10 MHz–500 MHz

· 10 MHz–20 GHz

· 10 MHz–40 GHz

S21

Abhängig von der Messtopologie kann S21 zur Bewertung des Übertragungs- oder HF-Isolationsverhaltens beitragen.

Betrachten Sie den gesamten Frequenzsweep auf unerwartete Spitzen, Resonanzbereiche oder Verschlechterungen am oberen Ende des erforderlichen Bandes.

S11

S11 liefert Informationen über die am HF-Port gesehene Antwort. Änderungen in S11 können vom Induktor, dem PCB-Übergang, der Testvorrichtung oder einer Kombination dieser Effekte herrühren.

Für die Breitbandauswertung sollten S11 und S21 daher zusammen mit dem Testaufbau interpretiert werden.

Empfohlene Abbildung: HALT20005 gemessene S11/S21-Antwort aus einem tatsächlichen VNA-Test.

Die HALT20005-Dokumentation enthält auch Testdaten bis 40 GHz, aber der ursprüngliche Bericht vermerkt, dass Vorrichtungseffekte die Messgenauigkeit in diesem Bereich reduzieren. Das 40-GHz-Ergebnis sollte daher als Referenzdaten und nicht als ideale Komponentenantwort behandelt werden.

3. Beurteilen Sie einen Breitband-Konus-Induktor nicht nur nach SRF

Die Selbstresonanzfrequenz (SRF) wird üblicherweise bei der Auswahl herkömmlicher HF-Chip-Induktoren verwendet.

Für einen Breitband-Konus-Induktor beschreibt ein einzelner SRF-Wert nicht die vollständige HF-Antwort.

Die konische Wicklung, die verteilte Kapazität, die Leitungsgeometrie und die Montageumgebung tragen alle zu einem frequenzabhängigen Verhalten bei. Für ein Design, das mehrere Oktaven abdeckt, sind gemessene Impedanz- und S-Parameterdaten über das vorgesehene Band nützlicher als die Verlass auf eine einzelne Resonanzzahl.

Dies ist besonders wichtig in Breitband-Bias-Tees und Mikrowellen-DC-Speisekreisen.

4. PCB-Layout ist Teil der HF-Leistung

Bei Mikrowellenfrequenzen werden die PCB und die Komponentenmontage Teil der HF-Struktur.

Für HALT20005 platziert die angegebene Installation das kleine Ende des Kegels zur HF-Übertragungsleitung und senkrecht dazu. Die HF-seitige Leitung sollte so kurz wie möglich gehalten werden, und die Komponente sollte mit Klebstoff befestigt werden.

Empfohlene Installation

DC-Bias → Konischer Induktor → Kurze Leitung → HF-Mikrostrip-Leitung

Behalten Sie bei:

· Kegelspitze nahe der HF-Leitung

· HF-seitige Leitung kurz

· Induktor senkrecht zur Mikrostrip-Leitung

· Mechanisch stabile Komponente

Vermeiden Sie lange Leitungen, übermäßige Schleifenfläche, unkontrollierte Montagewinkel oder unnötige Abstände von der PCB.

Bei 20–40 GHz trägt selbst eine kurze Verbindung zur HF-Struktur bei. Eine auf einer Vorrichtung gemessene Komponente kann daher nach der Installation auf einer PCB mit anderer Mikrostrip-Geometrie oder Leitungs-länge eine andere Antwort zeigen.

5. Überprüfen Sie die Gleichstrombelastbarkeit

Ein konischer Induktor, der in einem Bias Tee verwendet wird, führt normalerweise Gleichstrom, während er HF-Isolation vom Bias-Pfad bietet.

Für HALT20005 beträgt der angegebene maximale Strom 200 mA.

Wenn der Stromkreis mehr Strom benötigt, sollte die Komponente nicht allein ausgewählt werden, weil ihr Frequenzbereich geeignet ist.

Eine praktische Auswahl sollte daher berücksichtigen:

Frequenzbereich + Induktivität + Gleichstrom + Montierte HF-Antwort

6. Konischer Induktor oder Chip-Induktor?

Ein konischer Induktor ist nicht automatisch die bessere Wahl für jedes HF-Design.

Für kompakte oder schmalbandige Schaltungen kann ein Chip-Induktor einfacher sein. Mit zunehmender Bandbreite wird die gemessene Breitband-Antwort zu einem wichtigeren Auswahlkriterium.

FAQ

Kann ich einen konischen Induktor nur nach Induktivität auswählen?

Nein. Für Breitband-HF-Designs sollten auch Gleichstrom, parasitäres Verhalten, PCB-Layout, Montagegeometrie und gemessene S-Parameter über das erforderliche Band berücksichtigt werden.

Warum sollte das kleine Ende des konischen Induktors zur HF-Leitung zeigen?

Für HALT20005 platziert die empfohlene Installation das kleine Ende zur HF-Übertragungsleitung und senkrecht dazu, während die HF-seitige Leitung kurz gehalten wird. Dies hilft, die Verbindunggeometrie am HF-Übergang zu kontrollieren.

Wann sollte ich einen konischen Induktor anstelle eines Chip-Induktors in Betracht ziehen?

Ein konischer Induktor ist eine Überlegung wert, wenn ein Bias Tee oder eine HF-Drossel über einen sehr großen Frequenzbereich arbeiten muss, insbesondere wenn die obere Frequenz gut in den Mikrowellenbereich reicht. Für schmalbandigere oder sehr kompakte Designs kann ein Chip-Induktor praktischer sein.