PDA

Просмотр полной версии : Проектирование печатных плат для ВЧ и СВЧ



UT8UU
30.08.2018, 22:49
Из разных источников натаскал разных книжек по ВЧ и СВЧ схемотехнике. Читаю, перевариваю. Специального профильного образования у меня нет, потому сложно.
В аттаче - результат разводки печатной платы полосового фильтра 7 порядка с характеристикой Чебышева на 144 МГц. За основу взят этот же фильтр конструкции YU1LM. На плату будет припаиваться две перегородки из двустороннего фольгированного стеклотекстолита, как раз над прорезями в фольге второго слоя. В перегородках будут сделаны полукруглые вырезы в местах, где установлены конденсаторы.
Пожалуйста, скажите, что не так? И почему? Возможно, где-то есть книга в формате конспекта по проектированию печатных плат подобного рода? Буду благодарен.

295493295494

UN7RX
30.08.2018, 23:04
На 144 совершенно незачем устраивать такой кошмар со сквозной металлизацией, это просто бессмысленно и ничего не даст. И нет смысла делать эти отверстия впритык краю "земли.

UT8UU
30.08.2018, 23:18
На 144 можно делать реже? Или можно вообще не делать?

UN7RX
30.08.2018, 23:48
Если вторая сторона фольги используется как общий провод, то конечно соединяете, но без перегибов, который ничего не дадут. Примерно вот так более чем достаточно.
295495

ER1LW / VE7LWW
31.08.2018, 05:36
На 144 можно делать реже? Или можно вообще не делать?
Если отправите делать китайцам, то пусть сверлят. Им без разницы кол-во отверстий, они по площади считают.
Но если исходить из того, что токи по этому фильтру текут не такие как в ВКС, то можно и попроще делать землю.

Сергей Викт
31.08.2018, 07:58
Желательно хвостики обведенные красным убрать-это паразитная индуктивность. Так-же будет лучше параллельные конденсаторы составлять из двух одинаковых, расположив их в разные стороны от дорожки, то же снижается паразитная индуктивность.

UT8UU
31.08.2018, 12:08
Ну, да, точно, оригинальная конструкция, с которой я рисовал, не имела перегородок-экранов, из-за чего автор и сделал такое взаимно-поперечное расположение катушек.
Если все вытянуть в одну линию, то, конечно же, конденсаторы можно располагать симметрично относительно центрального провода. При этом общая длина будет немного больше.

Еще вопрос: центральный проводник выполнен в виде полосковой линии с сопротивлением 50 ом. На самом деле я ширину дорожки еще не считал и поставил на глазок, так как она, фактически, должна зависеть от выбранного материала. Так вот, насколько это правильно? Я подозреваю, что волновые сопротивления внутри фильтра должны отличаться от 50 ом, и подобное исполнение должно ухудшить параметры фильтра. Или я ошибаюсь?

Сергей Викт
31.08.2018, 12:31
Внутри фильтра волновое дорожек не учитывают. Если они "узкие" то войдут в состав индуктивностей, если "широкие", то в состав емкостей. Т.е. скорее всего реальные емкости и катушки индуктивности будут меньше расчетных.

UT8UU
31.08.2018, 13:14
Читал, что для более точного подбора емкостей рекомендуют ставить последовательно два конденсатора. При этом размер платы будет чуть больше, особенно при симметричном расположении конденсаторов относительно центрального проводника.

295514

В ряду Е12 ближайшие к 52.79 пФ величины - 47 и 56 пик, что далековато. Значит, придется взять 68 + 240 пФ из этого же ряда, что даст в результате 52.987 пФ без учета емкости монтажа, что уже значительно лучше. Я никогда не занимался настройкой фильтров (все еще впереди), так что не могу представить даже, как разброс параметров влияет на равномерность АЧХ и крутизну (и симметричность) спадов. Возможно, все не так критично и вместо 52.79 пик можно взять 56 пик и это даст приемлемую точность реализации? Или все же на УКВ с таким лучше не баловать?

UC8U
31.08.2018, 13:53
http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hmentid=295495&d=1535662084&thumb=1

Если конденсаторы поставить на один полигон, то можно обойтись без отверстий. Совершенно очевидно что здесь два плохо связанных, по вч., полигона. Отверстия создают между полигонами паразитную индуктивность, а если отверстия будут запаяны, то вч ток через них вообще не пройдет! Без отверстий, паразитная индуктивность будет еще больше-через корпус разъема и обратную сторону платы.

Сергей Викт
31.08.2018, 15:00
Читал, что для более точного подбора емкостей рекомендуют ставить последовательно два конденсатора.
При этом удваивается паразитная индуктивность и сопротивление потерь.
На УКВ конденсаторы ставят только параллельно.
До сотых долей емкости подбирать необязательно, можно подстроить катушки.

UT8UU
31.08.2018, 16:07
Без отверстий, паразитная индуктивность будет еще больше-через корпус разъема и обратную сторону платы.
На самом деле там еще будут стенки экранов, которые объединят эти полигоны.

UC8U
31.08.2018, 16:46
UT8UU,
295533
Примерно так. Ток отмеченный розовым самый длинный. При перфорации платы, максимальный ток побежит желтым и синим путем. На однослойной плате, естественно , желтого тока не будет.

VA6AM
31.08.2018, 18:00
А схема есть посмотреть?

UT8UU
31.08.2018, 20:46
Номиналы рассчитываются в любом из калькуляторов.

295552

VA6AM
31.08.2018, 21:48
Номиналы рассчитываются в любом из калькуляторов.

295552

К15У-1 доступны. Крепить их на корпус, а сверху делать весь монтаж и никаких плат.
Такой фильтр можно не экранировать внутри, просто сделать его в длинну, чтобы разделить вход и выход.

UT8UU
01.09.2018, 00:24
К15У-1 доступны.
Пока что речь идет не о киловаттах. :) Плюс, хочется получить миниатюрные фильтры с разъемами SMA.

Немного переделал платку - вытянул все в одну линию, виасы сделал пореже, конденсаторы паяются симметрично. Новый размер платы: 63х14 мм.

Для упрощения формирования номинала сделал по два конденсатора в каждую сторону. Возможно перебор?

295573 295574

Вопрос по экранированию: нужно ли разъемы экранировать от остальной схемы? По идее SMD монтаж разъема SMA не привнесет какой-либо значимой емкости, но все же...

Добавлено через 5 минут(ы):


UT8UU,
295533


Если я правильно понимаю рисунок, то С1 и С2 - параллельно соединенные конденсанторы, идущие с центрального проводника на землю. Полигоны земли, разделенные центральным проводником, соединены между собой через общую землю и экранирующими перегородками (и, возможно, корпусом). Откуда возьмутся все эти токи?

alex_m
01.09.2018, 02:55
Немного переделал платку - вытянул все в одну линию, виасы сделал пореже, конденсаторы паяются симметрично.

а вот это очень зря. В оригинале специально средняя катушка расположена перпендикулярно боковым катушкам, чтобы уменьших их взаимное влияние. Катушки нельзя ставить в один ряд.

Кстати, настраивать этот фильтр непросто. Мне один раз удалось, путём настройки по частям. Вначале левую и правую катушки, потом среднюю. Но потом полез крутить опять, чтобы получше настроить и сбил настройку. Настраивал тем-же способом еще раза 4 но также хорошо не получилось, вобщем устал, оставил как получилось :)

тема по сути повторение этой http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?37810-%D0%E0%F1%F7%B8%F2-%E8-%ED%E0%F1%F2%F0%EE%E 9%EA%E0-BPF

UT8UU
02.09.2018, 19:32
Катушки нельзя ставить в один ряд.
Можно, если они не имеют магнитной связи. Я собираюсь разделять их экранами.


тема по сути повторение
Не совсем. Та тема - о настройке. Тут же - вопросы по технологии разводки подобных печатных плат. Общее у этих тем только то, что они об одном и том же БПФ. Но ту тему уже читаю и с немалой пользой. Спасибо за наводку!

UC8U
03.09.2018, 06:45
Полигоны .... соединены между собой через общую землю и экранирующими перегородками (и, возможно, корпусом). Откуда возьмутся все эти токи?
ВЧ ток бежит по поверхности, он не проходят сквозь металл. Индуктивность проводника зависит от его длинны, если это не настроенная линия. Схема с двумя полигонами примерно выглядит так.
295701
Чем короче будет расстояние провод соединения между полигонами, тем меньше будет Lпар. При разработке дизайна свч фильтра, нужно заставлять, что бы "земляной ток", в большей мере, бежал по полигону которому подключены элементы фильтра. На СВЧ индуктивность земляного провода, уже соизмерима с индуктивностью элементов фильтра.
Еще давно заметил, когда настраивал АЧХ 144МГц. фильтров. Что на параметры фильтра очень сильно влияет место подключения земляных проводов изм. приборов. Если земляные провода генератора и вольтметра соединить вместе и подключить их, тупо, за корпус фильтра, то избирательные свойства фильтра сильно портились.

VA6AM
03.09.2018, 07:08
Настраивать фильтр можно только полностью собрав в корпус, со всеми экранами и плотно закрыв корпус

SAM
03.09.2018, 08:44
Номиналы рассчитываются в любом из калькуляторов.
А можно привести пример? В теме, упомянутой Alex_m, этот вопрос так и осветили.

UN8GEQ
03.09.2018, 09:09
Вот вам лайоут LPF как у воронежцев (eb104). Допиливайте. Пользуйтесь. У меня работает отлично.
С измерителем и без.

UT8UU
04.09.2018, 00:15
А можно привести пример?

Вот, один из: ссылка (https://www.allaboutcircuits .com/tools/bandpass-filter-calculator/).

Добавлено через 9 минут(ы):


Допиливайте. Пользуйтесь.
Спасибо! И за наводку на хороший сайт тоже!

Добавлено через 13 минут(ы):

Сразу хочу задать вопрос по их ФНЧ 70 МГц: насколько правильно располагать катушки в такой близости друг от друга. Даже с учетом того, что их витки намотаны в разные стороны. Кроме того, как уже выяснилось выше, наличие паразитных емкостей и индуктивностей на таких огромных "пятачках" может напрочь разрушить АЧХ. Или для 70 МГц некритично? Но этот же дизайн использован для ФНЧ 144 МГц, а там это должно сыграть свою роль...

295755

UN8GEQ
04.09.2018, 13:34
Сразу хочу задать вопрос по их ФНЧ 70 МГц: насколько правильно располагать катушки в такой близости друг от друга. Даже с учетом того, что их витки намотаны в разные стороны. Кроме того, как уже выяснилось выше, наличие паразитных емкостей и индуктивностей на таких огромных "пятачках" может напрочь разрушить АЧХ. Или для 70 МГц некритично? Но этот же дизайн использован для ФНЧ 144 МГц, а там это должно сыграть свою роль...На двойку - не мерял , не юзал, а на 70 - никаких проблем! Мерял своим NWT. Режет как по паспорту.
Есть ощущение, что и на 144 особых проблем не будет. Экран "все рулит и разруливает".... :)

Ну а если проблемы все равно будут - то в лайоутах маску уберите и вам его сделают без маски. Всегда мона впаять межкатушечные перегородочки.

UT8UU
04.09.2018, 14:14
Экран "все рулит и разруливает".... :)
Вы имеете в виду общий экран всего фильтра? То есть, такое близкое расположение катушек допустимо и не имеет значения в пределах допусков любительской измерительной аппаратуры?

UN8GEQ
04.09.2018, 14:25
Вы имеете в виду общий экран всего фильтра? То есть, такое близкое расположение катушек допустимо и не имеет значения в пределах допусков любительской измерительной аппаратуры? Возможно, я ошибаюсь. Пока не делал LPF на 144. Но скоро предстоит. Планирую повторить воронежский. Померяю - поглядим.

Кстати, я мотаю катушки капиллярной трубкой от холодильников диам.2 мм. оно и легче и мотать удобнее. Только желательно трубку полирнуть перед намоткой, особенно на 144 и выше.
Кондеры , по крайней мере, на 70 мгц , я использовал синенькие кытайские высоковольтные, только припаивал под самый корень, чтобы ножки были как можно меньше.

UT8UU
04.09.2018, 14:40
Возможно, я ошибаюсь. Пока не делал LPF на 144. Но скоро предстоит. Планирую повторить воронежский. Померяю - поглядим.
Я пока что только собираю информацию по дизайну, так что буду рад, если поделитесь.


я мотаю катушки капиллярной трубкой от холодильников диам.
У меня есть центральный проводник диаметром 0.8 от старого фторопластового РК-50. Добротность будет пониже, чем у трубки, но вряд ли это так существенно в фильтре.


Кондеры , я использовал синенькие кытайские высоковольтные, только припаивал под самый корень.
У меня есть такие - недавно получил. С одной стороны, они лучше SMD, так как и мощность повыше выдерживают, и паять проще. Но вот та же паразитная емкость у них выше. Это разве что их располагать дальше от катушек, чтобы влияние было поменьше. Но тут уж габариты выростут.

ledum
05.09.2018, 07:55
Если Вы не собираетесь останавливаться на конкретно этом фильтре и двигаться далее, то Вам придется осваивать серьезный софт для проектирования. Наиболее подходящие - AWR и Генезис. Обязательно, как минимум с 2.5D и Моделитикс. Моделитикс - это масштабируемые к плате и по режимам модели, которые учитывают не только паразиты компонента, но и подложку и контактные площадки причем с учетом того, если Вы поменяете толщину платы и эпсилон, автоматически, чем это и отличается от обычных S-моделей, измеренных производителем.
295829
Пример - красный график - то, что даст Филтер сольюшен, сиреневый - если подключить Муратовские S-модели, рыжий - моделитикс. И с большой долей вероятности спаянный фильтр пойдет по рыжему графику, т.е. частота среза уплывет вниз. На 70 см и выше уже надо учитывать связь и между контактными площадками платы, и между компонентами, и без, хотя бы, 2.5D электромагнитного анализа здесь уже не обойтись. В Генезисе - Моментум, в МВ Офисе - Аксием, ЕМсайт и др. В фильтер сольюшен есть возможность подключения моделей моделитикс, но мне пока не удалось это победить - не видит в упор, даже если ручками ввести путь и потом при экспорте все равно приходится в МВ офисе подключать эти библиотеки и заменять компоненты.

UT8UU
05.09.2018, 09:54
На данный момент я просто изучаю правила проектирования. И мне тут подумалось, что имея в наличии подобные программы можно запросто все это изучить, просто изменяя геометрию полигонов и пятачков, размеры деталей и их взаимное расположение. Главное, чтобы программы оказались не настолько сложными, что интерес в их использовании угаснет ДО того, как придет понимание, как с ними работать.

Спасибо за подсказку! Будем идти дальше! Главное, чтобы теперь хватило времени на все аспекты радиолюбительства, которые я для себя выбрал. :)