Diseño de traza RF de 50 ohmios para 2.4GHz ... PCB de doble capa FR-4

Usaré un transceptor de 2.4GHz en mi nuevo proyecto. El material de PCB será FR-4 con 1,6 mm de espesor y el conector es un SMA. Mi duda es sobre la traza de RF que debería tener una impedancia de 50 ohmios. Usando AppCAD 4.0, ingresando los parámetros que se muestran a continuación, obtuve un resultado de 50 ohmios para Ancho = 45mils y Gap = 8 mils desde el seguimiento de RF a GND. También obtuve casi el mismo resultado en la calculadora en línea. ¿Estas combinaciones (45/8 mils) te parecen correctas?

¿Qué más puedo hacer para mejorar mi diseño? Saludos.

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Sus cálculos verifican los valores dados, pero tenga en cuenta que la constante dieléctrica de FR-4 no está estrictamente controlada y puede variar entre 4.35 y 4.7 entre los fabricantes [1]. Dado que la longitud de su trazo es muy corta, esta variación no tendrá un gran efecto (puede probar los valores en la calculadora). Para aplicaciones más exigentes, están disponibles materiales especiales de PCB de alta frecuencia (por ejemplo: Rogers RO4000 [2]), sin embargo, son mucho más caros de producir.

Puede ser beneficioso desactivar las térmicas alrededor de los orificios de clavija GND del conector de RF. Al tener una conexión a tierra sólida, reduce la inductancia parásita en la ruta de corriente de retorno, lo que mejorará la integridad de su señal.

Si usa una guía de onda coplanar, el cobre que se vierte debajo y a los lados del conductor debe estar fuertemente referenciado entre sí. Esto significa poner vías para 'coser' los planos superior e inferior, a lo largo de ambos lados del conductor, para rodearlo con la conexión a tierra. Esto se discute en [3].

La distancia de costura recomendada entre las vías debe ser como máximo λ / 4, con λ / 10 como óptimo. Para 2.4GHz, esto resulta en una distancia de vía de máximo 3.12cm, con 1.25cm recomendado. Entonces, para trazas más largas y frecuencias más altas, la costura se vuelve más importante que en este caso con una traza muy corta.

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/FR-4 ver: permitividad dieléctrica constante

[2] https://www.rogerscorp.com/documents/726/acs/RO4000-LaminatesData-sheet.pdf

[3] Elija el tamaño de la vía para el blindaje y la costura

para esta corta distancia (menos de 1/8 de una longitud de onda) los requisitos de impedancia se vuelven mucho más flexibles, así que esa premisa es más que adecuada, y se alinea con mi propia calculadora.

En cuanto al diseño, no puedo criticarlo particularmente, está manteniendo una buena separación entre él y otras señales cercanas, tiene vías justo al lado del suelo de la señal para que la corriente de retorno en el avión en el lado opuesto no tenga un gran desvío , tienes una verdadera escopeta que explotó tu tablero con vias de plano de tierra.

Lo único con lo que lucho es detectar dónde está el condensador de desacoplamiento, para esto la tapa de desacoplamiento debe estar lo más cerca posible de los pines, idealmente en el mismo lado que el chip, con sus trazas en el mismo lado de la placa. Si es el par en el centro a la izquierda, al menos giraría alrededor del inferior y posiblemente cambiaría un poco para hacer sus conexiones lo más cortas posible al chip.

A lo que otros han dicho, agregaré,

• Probablemente no desee dejar que la tierra se llene entre las almohadillas de su condensador de bloqueo de CC. Esto probablemente conducirá a un exceso de capacitancia a tierra y degradará la pérdida de retorno de su entrada de RF.

• Es posible que desee mover el conector de RF un poco más lejos, para que el condensador de bloqueo no tenga que estar directamente debajo de él. Necesita un poco de espacio alrededor de las patas de tierra del conector para permitir una soldadura de onda selectiva, o para que llegue un hierro grande y gordo (más aún ahora que ha eliminado el alivio térmico).