Trong mạch RF băng thông rộng và sóng vi sóng, một cảm ứng không thể được đánh giá chỉ bằng cảm ứng danh nghĩa của nó.hình học gắn, chiều dài dẫn, tần số tự cộng hưởng và tương tác với đường truyền có thể trở nên quan trọng như giá trị cảm ứng được in trên trang dữ liệu.

Đây là lý do tại sao các kỹ sư RF thường sử dụng các cảm ứng hình nón trong các mạng thiên vị băng thông rộng, bộ khuếch đại vi sóng, mô-đun thử nghiệm RF,và các mạch khác phải vận chuyển dòng DC mà không làm xáo trộn đáng kể đường dẫn tín hiệu RF.

Không giống như cuộn cuộn hình trụ thông thường, một cảm ứng nón có đường kính cuộn dần dần thay đổi từ đầu này sang đầu kia.Hình học cong này tạo ra một cấu trúc điện phân tán hơn là một cảm ứng lý tưởng đơn giảnKhi được thiết kế và lắp đặt đúng cách, nó có thể cung cấp trở kháng RF hữu ích trên một phạm vi tần số rộng hơn nhiều cảm ứng đơn hình học thông thường.

Bài viết này giải thích các nguyên tắc điện từ đằng sau các cảm ứng nón, vai trò của chúng trong mạng Bias Tee và RF bias, tầm quan trọng của tần số tự cộng hưởng,và làm thế nào các thông số S có thể được sử dụng để đánh giá hiệu suất tần số caoCác inductor hình nón HALT20005 được tham chiếu như là một ví dụ sản phẩm thực tế hơn là bằng chứng rằng một thành phần phù hợp với mỗi mạch RF.

Máy dẫn nồng là gì?

Một dây chuyền cuộn nón là một dây chuyền lõi không khí được hình thành thành một cấu trúc cong hoặc hình nón.

Bởi vì thành phần không sử dụng một lõi nam châm ferrite hoặc bột, độ hấp dẫn của nó được tạo ra chủ yếu bởi từ trường xung quanh dây dẫn.Xây dựng lõi không khí này tránh bão hòa lõi từ và loại bỏ tổn thất hysteresis liên quan đến vật liệu từ.

Tuy nhiên, một cảm ứng RF không phải là một thành phần ghép hợp lý.

· Độ thắt dự kiến

· Chống dẫn dây chuyền

· Năng lượng giữa các vòng quay

· Capacity đến PCB hoặc thùng chứa

· Khả năng dẫn chì

· Mất do ảnh hưởng da và ảnh hưởng gần gũi

· Bức xạ và kết nối với các cấu trúc lân cận

Ở tần số tương đối thấp, thuật ngữ cảm ứng có thể chiếm ưu thế. Khi tần số tăng lên, các hiệu ứng ký sinh trùng này dần dần thay đổi trở ngại của thành phần.

HALT20005 được chỉ định với độ hấp dẫn là120 nH ± 20%, a0đường kính dây 0,05 mm, một dòng điện tối đa200 mA, một phạm vi tần số hoạt động200 MHz đến 40 GHz, và một phạm vi nhiệt độ hoạt động-55°C đến +125°C.

Các giá trị này mô tả các giới hạn thiết kế danh nghĩa của sản phẩm, nhưng chúng không có nghĩa là thành phần hoạt động như một cảm ứng 120 nH hoàn hảo ở mọi tần số từ 200 MHz đến 40 GHz.

Tại sao các mô hình cảm ứng thông thường trở nên không chính xác ở tần số vi sóng

Đối với một cảm ứng lý tưởng, độ phản ứng thường được thể hiện như sau:

XL=2πfLX_L=2\pi fLXL =2πfL

Theo phương trình này, phản ứng cảm ứng tăng khi tần số tăng.một cảm ứng lý tưởng 120 nH sẽ về mặt lý thuyết thể hiện trở kháng lớn hơn ở vài gigahertz hơn là ở vài trăm megahertz.

Các cảm ứng RF thực sự không tiếp tục theo mối quan hệ lý tưởng này vô thời hạn.

Một mạch tương đương tần số cao đơn giản thường bao gồm:

· Khả năng dẫn điện LLL

· Phản kháng hàng loạt RsR_sRs

· Khả năng ký sinh trùng CpC_pCp

Năng lượng ký sinh tồn tại giữa các vòng xoay, giữa cuộn dây và bề mặt lắp đặt, và giữa thành phần và các cấu trúc dẫn điện xung quanh.

Khi tần số tăng, phản ứng công suất giảm. Cuối cùng, các hiệu ứng cảm ứng và công suất tương tác đủ mạnh để tạo ra một điều kiện cộng hưởng.

Tần số tự cộng hưởng của bộ dẫn RF là bao nhiêu?

Cáctần số tự cộng hưởng, thường được viết tắt làSRF, là tần số mà ở đó phản ứng cảm ứng hiệu quả của cảm ứng và phản ứng dung lượng ký sinh trùng cân bằng nhau.Dưới SRF chiếm ưu thế đầu tiên, thành phần thường cư xử chủ yếu như một chất cảm ứng.

Gần cộng hưởng, trở ngại của nó có thể đạt đến đỉnh, và thành phần trở nên nhạy cảm với:

· Định dạng PCB

· Thiết bị thử nghiệm

· Chiều dài chì

· Khoảng cách mặt đất

· Kim loại gần đó

· Các chất kết dính và vật liệu hỗ trợ

· Cấp độ tham chiếu hiệu chuẩn

Trên cộng hưởng, một mô hình induktor tập hợp thông thường có thể không còn đủ.

Vì lý do này, cụm từTần số hoạt động lên đến 40 GHzkhông được tự động giải thích là:

· Khả năng dẫn điện vẫn chính xác 120 nH trên toàn bộ băng tần;

· Tăng trở kháng liên tục lên đến 40 GHz;

· áp dụng cùng một SRF cho mọi cơ sở;

· Hiệu suất mạch độc lập với bố trí;

· Bộ cảm ứng phù hợp với mọi thiết kế 40 GHz.

Một cách giải thích chính xác hơn là thành phần đã được thiết kế và đánh giá để sử dụng trong phạm vi tần số cao được nêu,trong khi sự phù hợp cuối cùng phải được xác minh trong mạch thực tế của khách hàng và cấu hình lắp đặt.

Làm thế nào hình học hình nón hỗ trợ hiệu suất RF băng thông rộng

Ưu điểm chính của hình dạng hình nón là nó tạo ra một cuộn dây có đường kính thay đổi, hình học xoay và phân phối các thông số ký sinh trùng dọc theo chiều dài của nó.

Một cảm ứng lõi không khí hình trụ thông thường có đường kính tương đối đồng đều. Do đó, các vòng quay của nó có xu hướng có mối quan hệ cảm ứng và dung lượng đồng đều hơn.

Một vòng tròn hình nón là khác. bởi vì hình học của nó thay đổi dần dần từ đầu hẹp đến đầu rộng.Các phần khác nhau của cuộn dây đóng góp các đặc điểm cảm ứng và dung lượng địa phương khác nhau.

Điều này không loại bỏ cộng hưởng.Địa hình thay đổi có thể giúp phân phối hành vi cộng hưởng trên một phạm vi tần số rộng hơn thay vì tập trung tất cả các hiệu ứng ký sinh trùng xung quanh một cộng hưởng hẹp.

Về mặt thực tế, thành phần cư xử giống như mộtcấu trúc RF phân tánhơn là một nguyên tố hoàn hảo.

Đây là một lý do các cảm ứng nón được xem xét cho các mạch băng thông rộng trong đó các kỹ sư cần cách ly RF hữu ích trên phạm vi tần số rộng hơn.

Hiệu suất thực tế vẫn phụ thuộc vào:

· Đếm lượt

· góc nón

· Chiều kính tối thiểu và tối đa

· Chiều kính dây

· Khoảng cách xoay

· Hàm học chì

· Định hướng lắp đặt

· Cấu trúc đường truyền xung quanh

Do đó, ′′conical′′ không tự động có nghĩa là ′′tốt hơn. ′′ Hàm học thành phần phải phù hợp với băng thông, dòng điện, trở ngại và bố cục cơ học cần thiết.

Tại sao các bộ dẫn nồng được sử dụng trong các mạch Bias Tee

Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của một ắc quy nón băng thông rộng làBias Tee.

Bias Tee là một mạng lưới ba cổng kết hợp hoặc tách:

· Một tín hiệu RF

· Một nguồn cung ứng thiên vị DC

· Một đường dẫn kết hợp RF cộng với DC

Một Bias Tee đơn giản thường chứa:

· Một tụ trong nhánh RF để chặn DC;

· một cảm ứng hoặc RF choke trong nhánh DC để chặn RF;

· cổng chung kết nối với thiết bị hoạt động hoặc đường truyền.

Bộ cảm ứng phải cho phép dòng DC đi qua trong khi trình bày trở kháng đủ cao đối với tín hiệu RF. Điều này giúp ngăn chặn năng lượng RF đi vào mạng cung cấp điện.

Trong thực tế, thách thức thiết kế phức tạp hơn là chọn một giá trị cảm ứng cao.

Độ thắt cao hơn có thể cải thiện trở kháng ở tần số thấp hơn, nhưng nó cũng có thể giới thiệu:

· Capacity ký sinh trùng cao hơn

· Một SRF đầu tiên thấp hơn

· Thêm mất tích chèn

· Kích thước vật lý lớn hơn

· Tương tác mạnh mẽ hơn với các dây dẫn gần đó

Do đó, cảm ứng nón băng thông rộng rất hữu ích vì hình học phân tán của nó có thể hỗ trợ nghẹt RF trên băng thông rộng trong khi vẫn cung cấp đường dẫn dòng DC.

Đối với HALT20005, dòng điện tối đa được chỉ định là200 mAGiá trị này phải được coi là một chỉ số sản phẩm tối đa hơn là một dòng điện được khuyến cáo cho mọi điều kiện hoạt động.và các yêu cầu độ tin cậy mạch cũng nên được xem xét.

Làm thế nào các thông số S giúp đánh giá một ốc ốc ốc

Ở tần số vi sóng, các phép đo kháng cự, cảm ứng và công suất thông thường thường không đủ.Các thông số S.

Các thông số S mô tả cách năng lượng RF được phản xạ và truyền qua mạng.

Các phép đo có liên quan nhất thường bao gồm:

S11: Tỷ lệ phản xạ đầu vào

S11 cho biết lượng năng lượng được phản xạ tại cổng đầu vào.

Một thay đổi trong S11 có thể tiết lộ:

· Sự không phù hợp của trở kháng

· Hành vi cộng hưởng

· Tương tác thiết bị

· Thay đổi do định hướng gắn

S11 một mình không trực tiếp chứng minh rằng một thành phần là “tốt” hay “xấu”.

S21: Chuyển tiếp

S21 cho biết số tín hiệu đi từ cổng 1 đến cổng 2.

Trong một thử nghiệm dựa trên loạt hoặc thiết bị cố định, S21 có thể được sử dụng để quan sát mất truyền hoặc suy giảm tín hiệu.truyền thấp hơn vào nhánh không mong muốn có thể chỉ ra cách ly RF mạnh hơn, nhưng cách giải thích chính xác phụ thuộc vào cách kết nối thành phần trong quá trình thử nghiệm.

Tại sao việc kiểm tra là quan trọng?

Ở một số gigahertz, đèn cố định là một phần của hệ thống điện đo.

Kết quả có thể bị ảnh hưởng bởi:

· Địa hình phóng kết nối

· Kích thước của miếng viền

· Sự liên tục trên mặt đất

· Chiều dài của khớp hàn

· Chất lượng hiệu chuẩn

· Vị trí của mặt phẳng tham chiếu

· Chất cộng hưởng

· Đặt chì

Thông số kỹ thuật HALT20005 bao gồm dữ liệu thử nghiệm điển hình cho