[MiklPolikov 0]

Всем привет.

Производитель ST даёт 3 разные схемы цепи согласования антенны для чипа BlueNRG-132.
Хочу не ошибиться при проектировании платы.
Объясните пожалуйста в общих чертах, что они делают, для чего каждый из элементов ?
Это фильтр, пропускающий 2.4ГГц, или ещё резонатор, что бы увеличить амплитуду ?
Выходы RF0 RF1 выдают сигнал в противофазе ? 

Знаю что эту цепочку можно заменить микросхемой-согласователем BALF-NRG-01D3
С ней + печатная антенна получилось хорошо, дальность метров 50. 
Но эта микросхема в BGA корпусе, получается большой % брака, поэтому хочу заменить дискретными элементами.

Заранее спасибо !

 

[yurik82 23]

L3/C15 это mathcing L-network типа low-pass (ФНЧ согласователь Г-топологии). Если справа нагрузка ровно 50 Ом, то на частоте 2420 слева надо источник Z=26.6 -j16.09

Т.е. номиналы этого согласователя (2.7 nH, 1.2 pF) подобраны чтобы примерно в 2 раза поднять сопротивление источника и компенсировать 16 Ом ёмкостного реактанса источника.
 

C12/L5 + L3/C8 это балун. Балун это делитель/сумматор мощности с противофазным делением. Амплитуды сигнала на балансном (симметричном, дифференциальном) входе/выходе должны быть равны, а фазы противоположны (сдвиг ровно на 180 градусов). Качество балуна определяется точностью и постоянством сдвига фазы и равностью амплитуды.

Балуны бывают сосредоточенные (lumped) на LC элементах. Это 4-элементный сосредоточенный.

Бывают полосковые (Т-тройник, фазосдвигающая линия задержки), бывают на трансформаторах (намоточных или полосковых)

Плечи сосредоточенного балуна это тоже L-network согласователи (ФНЧ и ФВЧ), номиналы в них подбираются так, чтобы обеспечить задержку 90 и 270 градусов, а также достичь желаемый коэффициент трансформации амплитуд. Оба плеча сходятся на обычный Т-тройник. Чтобы Т-тройник делил мощность пополам (амплитуды в плечах были равны) - импеданс этих плечей тоже должен быть равным.

 

Конденсатор С11 - для гальванической развязки от земли. 

Конденсатор С16 - для гальванической развязки антенного входа от земли

C10 - опциональный input parasitic capacitance (например для компенсации нежелательной индуктивности дорожек от выхода генератора до входа балуна)

 

Изменено 19 декабря, 2019 пользователем yurik82

[MiklPolikov 0]

yurik82 , спасибо за отличный ликбез !!!

[uve 10]

MiklPolikov, я с такой схемой работал. "Подводный камень" здесь в необходимости провести расчёт этой схемы фазовращателей и согласующей Г- цепочки в электромагнитном симуляторе. Тогда будут учтены паразитные ёмкости печатных проводников. Я её отрабатывал в HFSS на частоте 868 МГц - даже на этой частоте пришлось изменять номиналы элементов от указанных в PDF. Если не добиться обеспечения фазовращателями суммарного сдвига 180 градусов, то даже настроенная на приборах по согласованию схема будет иметь пониженный КПД.

Изменено 19 декабря, 2019 пользователем uve

[Sokrat 5]

28 минут назад, uve сказал:

MiklPolikov, я с такой схемой работал. "Подводный камень" здесь в необходимости провести расчёт этой схемы фазовращателей и согласующей Г- цепочки в электромагнитном симуляторе. Тогда будут учтены паразитные ёмкости печатных проводников. Я её отрабатывал в HFSS на частоте 868 МГц - даже на этой частоте пришлось изменять номиналы элементов от указанных в PDF. Если не добиться обеспечения фазовращателями суммарного сдвига 180 градусов, то даже настроенная на приборах по согласованию схема будет иметь пониженный КПД.

 

Поддержу. По опыту работы на частотах от 2,5 ГГц очень непросто получить на сосредоточенных элементах нужные характеристики Балуна. Очень сильно влияют паразитные составляющие самих элементов, которые очень сложно учесть в расчёте. Ну и как было выше сказано, уже нельзя пренебречь влиянием ёмкостей печатных проводников. 

[yurik82 23]

КМК, схемы и балуна и согласователя по П-топологии (Pi-network, 6-element balun) более стойкие к паразитным ёмкостям печатной топологии чем Г (L-matching)

[Sokrat 5]

2 часа назад, yurik82 сказал:

КМК, схемы и балуна и согласователя по П-топологии (Pi-network, 6-element balun) более стойкие к паразитным ёмкостям печатной топологии чем Г (L-matching)

Это по каким таким законам? Озвучьте, почему Вы так считаете?

[yurik82 23]

2 минуты назад, Sokrat сказал:

Это по каким таким законам? Озвучьте, почему Вы так считаете?

дополнительная ёмкость в одном плече заложена уже в расчете и добавление паразитной ёмкости при заложенной конструктивной уводит параметры фильтра меньше

[yurik82 23]

4 часа назад, uve сказал:

Я её отрабатывал в HFSS на частоте 868 МГц - даже на этой частоте пришлось изменять номиналы

делали через решатель HFSS-3D (элементы рисовать как прямоугольники с граничным условием RLC) или через связку Circuit + PlanarEM (или SI-Wave) в проекте типа "HFSS 3D Layout"?

[Sokrat 5]

1 час назад, yurik82 сказал:

дополнительная ёмкость в одном плече заложена уже в расчете и добавление паразитной ёмкости при заложенной конструктивной уводит параметры фильтра меньше

Спорное утверждение. Почему "уводит меньше"?

[yurik82 23]

56 минут назад, Sokrat сказал:

Спорное утверждение. Почему "уводит меньше"?

Потому что (X+0)/0 > (X+Y)/Y

[uve 10]

1 hour ago, yurik82 said:

делали через решатель HFSS-3D (элементы рисовать как прямоугольники с граничным условием RLC) или через связку Circuit + PlanarEM (или SI-Wave) в проекте типа "HFSS 3D Layout"?

Да, HFSS-3D. Даже пробовал индуктивности на керамике в 3D виде моделировать, но особой разницы с прямоугольником не обнаружил.

Изменено 19 декабря, 2019 пользователем uve

[yurik82 23]

2 минуты назад, uve сказал:

Да, HFSS-3D

PlanarEM можно связывать с Circuit, тогда расчет 3D структуры идет 1 раз, а решение схемы после смены номинала происходит почти мгновенно (решатель схем Nexxim)

в HFSS-3D насколько я знаю любое изменение в ГУ LumpedRLC требует полного пересчета модели

[uve 10]

Меня больше волновало соответствие реального импеданса дифф. выходов микросхемы данным PDF.

[Aner 8]

Не лучшее решение заменить готовый балун рассыпным пассивом на этих часотах. Чем больше компонентов тем больше % общий разброс. Но тут еще другое нехорошее добавляется, то чего не сказали. Для этих частот FR-4 имеет очень не равную эпсилон уже на нескольких миллиметрах. По этой причине еще параметры уплывают по разному, непредсказуемо. Чем больше площадь будет занимать согласующий, балансирующий, фазо-сдвигающий пассив, тем хуже. На то они и сосредоточенные, чтобы их не рассосредотачивли. Но китайцы так делают, при их объемах это дает экономию в ущерб качеству. Решили с них брать пример?