Jump to content

    
Sign in to follow this  
patron

Технологичные согласованные линии

Recommended Posts

Часто возникает задача передать ВЧ сигнал с одной печ. платы на другую, расположенные очень близко друг от друга - всего несколько мм параллельно друг другу т.н. "пигги-борд". Конечно самое первое, что приходит в голову - кусочками тонкого кабеля (сейчас они доступны даже тоньше 1 мм) с супер-миниатюрными разъёмами на концах, тем более, что сейчас их на рынке полно.

Но, при указанных выше условиях и очень малых габаритах устройств даже такой способ может оказаться неприемлемым : нужно достаточно много места для СМД-гнёзд на плате, да и самые короткие кабели имеют длину 25 - 50 мм и их нужно как-то скручивать, изгибать и т.д.  Можно конечно соединить платы короткими отрезками тонкого кабеля без разъёмов, но зачищать концы кабеля, длиной 5 - 10 мм - трудоёмкая и совершенно нетехнологичная работа.

Может кому попадались хорошие решения для подобных ситуаций ? 

Например раньше применялись согласованные линии на скрученных моточных изолированных проводах - например ПЭЛ, ПЭВ и т.д. При диаметре провода порядка 0,5 мм и количестве скруток порядка 3 - 4 на см получалась неплохая 50-ти омная линия. Были даже готовые таблицы для расчёта диаметра провода и числа скруток для получения нужного волнового сопротивления. Конечно зачищать концы таких проводов гораздо легче, чем разделывать концы кабеля, но всё равно по нынешним временам - допотопная технология.

Как предполагаемый вариант - готовые микрополосковые линии в виде проводников, нанесённых на плоский гибкий диэлектрик. Получить 50-ти омную линию таким способом вроде не представляет труда, разделка концов окажется легче, чем зачистка концов моточных проводов.

  

Share this post


Link to post
Share on other sites

Может я недостаточно чётко изложил - речь идёт не о компланарных платах, а о конструкции "пигги-борд" - т.е платы расположены одна НАД другой на расстоянии в несколько мм

Share this post


Link to post
Share on other sites

Что значит одна над другой? Может этот способ сам по себе не технологичен? Берём платы, распределяем блоки двойками, например две платы, две платы. Между этими двойками материка. Т.е. достать из материки - можно сразу только двойку, потом двойку разобрать на две платы. Внутри двойки - вертикальный разъём в центре или сбоку, такие тоже есть. Есть DIN Разъёмы - в центре пины для цифры, по бокам до 8 кабельных линий. Всё это в стандартную материну втыкается. Возможно не ваш случай, но у нас так делали блоки. Я вообще до сих пор не понимаю как можно жертвовать унификацией и технологичностью в угоду получению каких-то мифических улучшений. Возможно в спутниковой технике терпимо. Для всего остального - за редчайшим иЗключением.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сделать обе платы по гибко-жёсткой технологии. Две платы соединённые печатной же перемычкой нужно сложить - сложили бутербродик.

 

К сожалению не понятно сколько сигналов нужно передать? 1? 100?

По хорошему без всяких кабелей просто два разъёма который в сумме дают нужную высоту.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Quote

Берём платы, распределяем блоки двойками, например две платы, две платы. Между этими двойками материка. 

Какие грандиозные массштабы... :to_become_senile:

Часто идея что-то добавить в уже готовый девайс приходит уже после того, как корпус и общий дизайн готов. Новая плата делается как аппендикс или "пигги борд" на основную плату и расстояние до неё совершенно случайная цифра - никакие стандартные разъёмы туда не подойдут. Да и стандартные разъёмы занимают кучу места.

Если весь прибор имеет размеры со спичечную коробку и в ней уже есть 2 платы, плотно напичканые микросхемами, то ни о каких решениях типа "разлюли-малина" речи не может быть. Если уж ещё детальнее : в маленьком приборе есть внешняя антенна на 2.5 ГГц, которая торчит, как ракета Тополь на Плющихе  и появилось острое желание упрятать её внутрь. Есть печатные антенны на этот диапазон, занимающие по площади мало места, но надо как-то, не меняя "материнку" передать с неё ВЧ сигнал на печ. плату антенны. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 минут назад, patron сказал:

Если весь прибор имеет размеры со спичечную коробку и в ней уже есть 2 платы, плотно напичканые микросхемами, то ни о каких решениях типа "разлюли-малина" речи не может быть. Если уж ещё детальнее : в маленьком приборе есть внешняя антенна на 2.5 ГГц, которая торчит, как ракета Тополь на Плющихе  и появилось острое желание упрятать её внутрь. Есть печатные антенны на этот диапазон, занимающие по площади мало места, но надо как-то, не меняя "материнку" передать с неё ВЧ сигнал на печ. плату антенны. 

Ну так с этого и нужно начинать. Раз делается не продумано то колхозить на проводках. то ли на коаксиале то ли на маленьгих гибких платках из токого текстолита.

А на счёт разъёмов вы это зря. Производители сейчас делают пары через 0,5мм. Правда те что я знаю они на много контактов. Но думаю и на мало контактов примерно так же всё сделано. Опять же что за понятие случайная высота?? В смысле конструкции совсем нет и плата лепиться на прокладочках из газетной бумаги?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Quote

Опять же что за понятие случайная высота?? В смысле конструкции совсем нет и плата лепиться на прокладочках из газетной бумаги?

Почти так. Плата антенны очень тонкая и ничего не весит. Скорее всего один её пустой край будет клеиться на корпус одной из крупных микросхем. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
55 минут назад, patron сказал:

Какие грандиозные массштабы... :to_become_senile:

Часто идея что-то добавить в уже готовый девайс приходит уже после того, как корпус и общий дизайн готов. Новая плата делается как аппендикс или "пигги борд" на основную плату и расстояние до неё совершенно случайная цифра - никакие стандартные разъёмы туда не подойдут. Да и стандартные разъёмы занимают кучу места.

Если весь прибор имеет размеры со спичечную коробку и в ней уже есть 2 платы, плотно напичканые микросхемами, то ни о каких решениях типа "разлюли-малина" речи не может быть. Если уж ещё детальнее : в маленьком приборе есть внешняя антенна на 2.5 ГГц, которая торчит, как ракета Тополь на Плющихе  и появилось острое желание упрятать её внутрь. Есть печатные антенны на этот диапазон, занимающие по площади мало места, но надо как-то, не меняя "материнку" передать с неё ВЧ сигнал на печ. плату антенны. 

Не ошибитесь с такими желаниями упрятать печатную антенну внутрь в размер спичечного коробка, неверное прятание привдет к резкой потери эффективности антенны и резкому снижению дальности. Хотя варианты есть, но врядли вы решите их для готового девайса прятанием антенны внутрь через такой разъем. Причина простая, вы помещаете в ближнее поле антенны сам девайс. В этом случае все параметры антенны резко ухудшаются. Нужен или пересчет или моделирование.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, patron сказал:

Стандартные решения - скучная тема.

Стандартных решений с антеннами не бывает. Поскольку каждый раз новое окружение.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Задача, весьма похожая на ту, что в соседнем топике "Антенна Bluetooth 4 цепь согласования", с разницей только в том, что сама печатная антенна должна быть расположена на отдельной платке, расположенной над платой с чипом и сигнал с выхода чипа надо как-то передать на вход этой антенны. 
Свои мысли по этому поводу я изложил выше.

 

Мне приходилось согласовывать выход похожего чипа на 2.5 ГГц с антенной в виде 1/4 волнового штыря, торчащего из металлического корпуса.

Работа была срочная и что-либо считать и прикидывать к носу совершенно не было времени, поэтому заказал прототип печ. платы на которой предусмотрел вариации согласующих цепей и потом, когда платы пришли, установил плату в готовый "родной" корпус с припаянной к соответствующему контакту на плате штыревой антенной, подключил тоненьким кабелем выход Network-анализатора к точке выходного пина чипа и методом научного тыка начал согласовывать.

Провозился дня полтора, но удалось утолкать КСВ под 2-ку - на том и успокоился. Конечно, если бы был перед этим грамотный расчёт, то было бы гораздо легче, но я не уверен, что даже после идеального расчёта не пришлось бы подгонять всё врукопашную - уж больно там всё хлипко : кривая согласования болтается в широких пределах при любых шевелениях кабелей, расположения самого девайса относительно всего, что окружает.

Приходится довольствоваться только некоторым статистическим компромиссом.

 

Сейчас появилась необходимость отказаться от внешнего штыря и перейти на внутреннюю антенну. Не тешу себя иллюзиями, что дальность останется той-же, но надеюсь получить приемлемый результат.   

Edited by patron

Share this post


Link to post
Share on other sites

Идея не нова, когда печатная антенна должна быть расположена на отдельной платке, расположенной над платой с чипом. Отмечу, что это среди тех, кто не знает и не понимает как работает антенна, как ее расчитать как посчитать окружение. Таких оч много, не переживайте. Тут анализатор, векторник не помогут. 

 

Если речь о похожей на ту, что в соседнем топике "Антенна Bluetooth 4 цепь согласования", ... тогда у вас все плохо. Если расположите таким образом антенну, тогда она потеряет все свои свойства для излучения, как бы вы ее не согласовывали. Поскольку вы нарушили несколько условий излучения антенны расположив таким образом. Ведь можно согласовать любую LC цепь, привести ее к нужным параметрам приборами, но она врядли будет излучать эмв без выполнения ряда условий. 

 

Причина по которой у вас кривая согласования болтается в широких пределах при любых шевелениях кабелей, расположения самого девайса относительно всего, что окружает в том что вы не обеспечили ближнее поле антенны, его у вас просто нет. У вас в той зоне образуются многократные обратные связи с окружающими компонентами и антенна перестает быть антенной. 

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