Jump to content

    
Sign in to follow this  
Peter_N

Гальваническая развязка антенного тракта 868 МГц

Recommended Posts

Добрый день

 

Кто сталкивался с задачей с гальванической развязкой антенного тракта радиоканала 868MHz (25mW) на 4кВ?

Нашел на более низкие напряжения (300В). Сoilcraft - wbc серия.

Т.е. насколько реально и практически реализуемо сделать трансформатор 1:1 на данной частоте с такой изоляцией?

Какие могут быть нюансы?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Кто сталкивался с задачей с гальванической развязкой антенного тракта радиоканала 868MHz (25mW) на 4кВ?

А что за антенна? И почему именно трансформатор?

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
А что за антенна? И почему именно трансформатор?

Антенна стандартная внешняя (четвертьволновый штырь). На выходе устройства SMA разъем стоит. По требованиям безопасности должна быть развязка. Делать по цифровой части - это оптопары и развязка по БП (затратно). Поэтому рассматриваем вариант трансформатор на антенну - если конечно это реально.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Антенна стандартная внешняя (четвертьволновый штырь). На выходе устройства SMA разъем стоит. По требованиям безопасности должна быть развязка. Делать по цифровой части - это оптопары и развязка по БП (затратно). Поэтому рассматриваем вариант трансформатор на антенну - если конечно это реально.

Эта проблема решается утановкой специальных малоёмкостных TVS диодов с требуемыми по стандарту kV сразу за SMA разъёмом.

Обчно никто никаких трансформаторов туда не ставит.

Что то из подобных подбирают:

http://www.infineon.com/cms/en/product/esd...14a3509ea0e0320

Share this post


Link to post
Share on other sites
По требованиям безопасности должна быть развязка.

Безопасности чего? Если чего-то типа искробезопасности, то все решается конденсатром или цепочкой конденсаторов.

Если безопасности Вашего устройства, то уже сказали. Кроме этого есть ПАВ фильтры для развязки и опять же конденсаторы. Трансформатор совсем не надо.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Безопасности чего? Если чего-то типа искробезопасности, то все решается конденсатром или цепочкой конденсаторов.

Если безопасности Вашего устройства, то уже сказали. Кроме этого есть ПАВ фильтры для развязки и опять же конденсаторы. Трансформатор совсем не надо.

 

Нет, не искробезопасности. Именно нужна полноценная развязка: 4kV AC 1 min. Поэтому и уточняю насколько реализуема идея с трансформатором. Т.е. повторюсь, нечто похожее находил (выше писал), но там меньшее напряжение. Можно взять провод в хорошей изоляции и расширить по выводам. Но есть подозрения, что паразитные параметры такого укрупненного трансформатора уже будут влиять на радиотракт. Ориентиры: трансформатор (развязка 300В) Сoilcraft - wbc серия имеет размеры примерно 3x3мм, для того чтобы держал 4кВ увеличится как минимум до 6.5мм между краями контактных площадок на плате, также за счет провода в изоляции увеличится и сердечник. С учетом того что сигнал распространяется по компланарной полосковой линии насколько работоспособным будет включение в разрыв трансформатора? Будет ли работать такой габаритный трансформатор (примерно 6x6мм плюс разнос по выводам для того чтобы дерать 4кВ по плате)? Причем разделение также требуется и по GND.

Edited by Peter_N

Share this post


Link to post
Share on other sites

AC 4 kV это уже не гальваническая развязка. Гальваническая по постоянному току)))

Трансформатор можно сделать из стеклотекстолита. Прочность стеклотекстолита 30 кВ/мм. На 4 кВ достаточно 0.2... 0.3 мм.

Какая полоса частот? Если стандартная, то 2 кольцевых резонатора с двух сторон стеклотекстолитового ядра 0.25 мм. Посчитать можно в любом СВЧ САДе.

Edited by Corner

Share this post


Link to post
Share on other sites
AC 4 kV это уже не гальваническая развязка. Гальваническая по постоянному току)))

Трансформатор можно сделать из стеклотекстолита. Прочность стеклотекстолита 30 кВ/мм. На 4 кВ достаточно 0.2... 0.3 мм.

Какая полоса частот? Если стандартная, то 2 кольцевых резонатора с двух сторон стеклотекстолитового ядра 0.25 мм. Посчитать можно в любом СВЧ САДе.

 

Полоса 2...3 МГц (это с учетом запаса). FR4 стандартный 1.6мм, по допускам может иметь плюс/минус 10 процентов. Этот разброс не испортит характеристик (т.к. платы делают в Китае у разных производителей)? Примерные габариты такого трансформатора и какие у него могут быть потери (т.е. их порядок 0,1 или 1 dB, или больше) хоть оценочно можете подсказать?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Полоса 2...3 МГц (это с учетом запаса). FR4 стандартный 1.6мм, по допускам может иметь плюс/минус 10 процентов. Этот разброс не испортит характеристик (т.к. платы делают в Китае у разных производителей)? Примерные габариты такого трансформатора и какие у него могут быть потери (т.е. их порядок 0,1 или 1 dB, или больше) хоть оценочно можете подсказать?

Потери в районе 1 дБ, 1.6 мм не пойдет - надо тоньше или во внутренних слоях делать. Габариты в пределах 1 кв см. Можно встроить прямо в плату. Берите AWR там они уже есть готовые.

Edited by Corner

Share this post


Link to post
Share on other sites
Потери в районе 1 дБ, 1.6 мм не пойдет - надо тоньше или во внутренних слоях делать. Габариты в пределах 1 кв см. Можно встроить прямо в плату.

 

Спасибо. Рассмотрю это решение. На данный момент плата двухслойная, не очень хочется из за одного компонента уходить в 4 слоя. Хочется найти все таки внешний компонент.

А как ведет себя такой трансформатор (если сделать во внутренних слоях) при частичном рассогласовании антенны или неподключенной антенне? При 25мВт проблем вроде быть не должно. Применял ли кто то такие решения в серийных изделия своих (или может видел у известных фирм)?

Share this post


Link to post
Share on other sites

А почему при таких "ХЗК" требованиях не устраивает обычный конденсатор, емкость не сложно посчитать на 4...6 kV? Он обеспечит вам гальваническую развязку. В чем причина и необходимость трансформатора?

Стеклотекстолит FR-4 ( почти все марки ) на этих частотах имеет нестабильный епсилон, имеющий большой разброс. Если на нем делать трансформаторы то придется считаться и с доп потерями. При вашей то мощности оно вам нужно?

Share this post


Link to post
Share on other sites
А почему при таких "ХЗК" требованиях не устраивает обычный конденсатор, емкость не сложно посчитать на 4...6 kV? Он обеспечит вам гальваническую развязку. В чем причина и необходимость трансформатора?

Стеклотекстолит FR-4 ( почти все марки ) на этих частотах имеет нестабильный епсилон, имеющий большой разброс. Если на нем делать трансформаторы то придется считаться и с доп потерями. При вашей то мощности оно вам нужно?

 

Три основных варианта развязки рассматриваю: оптопары и питание (дорого), трансформатор, конденсаторы. Конденсаторы надо ставить большие по размерам. Есть идея попробовать компланарную полосковую линию разорвать СМД конденсатором 2512 (6,35мм), землю также разорвать и поставить два аналогичных (или большего номинала) конденсатора с одной и другой стороны линии по GND. в плате сделать пропилы. Насколько данные крупные конденсаторы можно считать как элементы с сосредоточенными параметрами на частоте 868МГц? Они по габаритам аналогичны SMD антеннам.

Т.е. вопрос наверное более общего плана: для частоты 868МГц где та граница какие элементы можно применять и какие нельзя по габаритам? Т.е. сам чип разводится с элементами 0402 (0603), высокие требования к близости расположения элементов и максимальной заливки. Некоторые элементы производитель рекомендует устанавливать не далее чем 0.6 мм от чипа и тут переход на элементы с габаритами 6x6мм? Насколько это реально? Не испортит ли все паразитная индуктивность(и ее разброс), если использовать крупные конденсаторы; и паразитная емкость (ее разброс), если использовать крупный трансформатор?

Edited by Peter_N

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да, такие "ХЗК" требования испортят все, особенно если челы без образования и понятия о стандартах их выдвигают.

Смутное закрадывается мысль, ... а не троллите ли вы тут?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Хммм. У меня резистор общего применения типа 2520 на 1 ГГц стоит. С учетом в схеме паразитной индуктивности работает без вопросов. Видимо, авторы микросхемы сами не представляют ее параметров. Вот и пишут чушь.

А высоковольтный конденсатор тоже можно сделать на тонком стеклотекстолите и прокачать резонаторами - полоса очень узкая. Заодно, фильтр получится.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Хммм. У меня резистор общего применения типа 2520 на 1 ГГц стоит. С учетом в схеме паразитной индуктивности работает без вопросов. Видимо, авторы микросхемы сами не представляют ее параметров. Вот и пишут чушь.

А высоковольтный конденсатор тоже можно сделать на тонком стеклотекстолите и прокачать резонаторами - полоса очень узкая. Заодно, фильтр получится.

Размеры прикиньте такого кондера в сравнении с 0402, да и при той почти никакой выходной мощности. Фильтр узкий ... врядли, его еще и не просто будет согласовать для тех частот на плавающем епсилон FR-4.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this