Tecniche PCB per circuiti RF

Seguendo questa nota applicativa sulla tecnologia lineare ( Analog.com ) AN47FA (1991), ho trovato questo tipo di PCB RF, tra molti altri, molto simili (fig.32 p.18 e Fig.F10 p.107).

(Le immagini sono in bianco e nero a causa di alcuni aspetti estetici del documento.)

Mettendo da parte che si tratta in realtà di singole lastre di rame, cioè non PCB in senso stretto, alcuni dei criteri dedotti dalle spiegazioni del documento sono:

• Ridurre le lunghezze dei cavi di uscita,
• Usa un piano terra globale,
• Utilizzare una piastra dietro un connettore come piano di riflessione.

Ma queste tecniche sono effettivamente standardizzate nei PCB RF più moderni?

Quale dovrebbe essere una linea guida più formale per queste tecniche?

Sono in qualche modo sostituiti da componenti migliori della tecnologia di stampa PCB?

Oppure questi circuiti sono costruiti in quel modo perché a quel tempo i PCB erano più costosi? Dubito davvero di questo ultimo punto, le tecniche di laboratorio per la produzione di PCB erano ben note in quel momento e lo stesso documento indicava la saldatura fatta con noncuranza.

Grazie in anticipo,

Non sono d'accordo con il leggendario Jim Williams (e Bob Pease, che era anche noto per questa tecnica). Questi, a mio avviso, non sono circuiti RF. Questo è un insieme di tecniche per (provare a) spingere il modello a elementi aggregati che molti progettisti di circuiti usano su frequenze sempre più alte.

La progettazione dei circuiti viene generalmente eseguita con il nostro modello di progettazione a elementi aggregati - è il modo in cui la maggior parte di noi viene insegnata e la maggior parte di noi "pensa" - abbiamo componenti raggruppati come resistori, transistor, condensatori, ecc ... collegati a connessioni che non ha perdita, ritardo o induttanza.

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La chiave è che nella progettazione "reale" RF, smettiamo di pensare a queste interconnessioni come idealizzate. Invece, iniziamo a pensare alla corrispondenza dell'impedenza e alla modellazione delle interconnessioni come linee di trasmissione. Una volta che lo facciamo, e usiamo queste linee di trasmissione, non abbiamo più bisogno di provare a rendere le interconnessioni il più brevi possibile per minimizzare il loro impatto, poiché includiamo il loro impatto dall'inizio. Questo è il motivo per cui tutto il progetto RF è (o almeno dovrebbe essere) fatto usando linee di trasmissione e adattamento dell'impedenza.

Il vantaggio di costruire un circuito come mostrato qui è che è veloce. Basta prendere un pezzo di scheda prototipo in rame, saldare le cose insieme e voilà abbiamo la nostra scheda prototipo con cui testare. Penso che nell'ingegneria moderna sia cambiato, poiché i dispositivi sono diventati sempre più piccoli e ora (almeno nella mia linea di lavoro) progettiamo una scheda con cui testare durante la fase di progettazione - i test sono una parte fondamentale del processo di progettazione. (se non è possibile testare in modo affidabile e ripetutamente un disegno, non è possibile venderlo).

Si noti che anche in RF a volte progettiamo ancora senza linee di trasmissione, ma quindi dobbiamo modellare in modo molto accurato le interconnessioni per verificare le prestazioni.

Quindi, per rispondere davvero alla tua domanda, no, non esiste una linea guida standard come questa per la progettazione RF perché questo non è qualcosa che viene fatto nella progettazione RF di produzione moderna.

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Questi esempi non sono circuiti di produzione. Sono prototipi costruiti da Jim Williams, che era un noto ingegnere applicativo di Linear Technology prima di essere acquistato da Analog.

La tecnica si chiama saldatura a punti.

Per quanto ne so non è mai stato utilizzato per la produzione, tranne forse per alcuni casi molto semplici come il cablaggio di un induttore di alimentazione in un circuito.

Ma queste tecniche sono effettivamente standardizzate nei PCB RF più moderni?

Sì, anche quando si realizza un PCB di produzione è utile utilizzare un piano di massa, mantenere i cavi corti. Di solito useresti un connettore progettato per il montaggio su PCB anziché quella "piastra di riflessione".

Quale dovrebbe essere una linea guida più formale per queste tecniche?

Sì, ci sono linee guida più formali. Probabilmente ci vorrebbe un libro o due per spiegarli.

Questo non è un "circuito RF" come lo conosciamo oggi, più come un analogo ad alta velocità

La tecnica che vedi qui si chiama dead-bugging , montaggio dei componenti a mano libera su un PCB di rame nudo che funge anche da piano di massa. Mentre sembra strano a qualcuno che è abituato a "progettazione RF" essere la provincia dei circuiti a elementi distribuiti della gamma GHz, le tecniche dead-bug sono molto buone per la prototipazione e i circuiti una tantum nelle gamme HF e VHF in cui breadboard e perfboard sono elementi di circuito piuttosto inutili, ma raggruppati sono ancora utili. È buono anche per altri tipi di circuiti analogici ad alta velocità o precisione, poiché il "cablaggio aereo" delle tecniche dead-bug è buono per i lavori di precisione a bassa perdita (l'aria è un isolante stupidamente buono in un ambiente di piccolo segnale), e le piccole aree ad anello e il buon piano di massa riducono la suscettibilità al crud RF in entrata.