Transiciones Microstrip y CPWG en PCB

He estado haciendo algunas placas de RF simples como parte de una pasantía en un laboratorio, principalmente para probar circuitos integrados y prototipos particulares, y principalmente usando guías de onda coplanares.

Ahora tengo la tarea de diseñar una placa para probar un ADC con dos entradas diferenciales que funcionen en el rango de 1 GHz.

Ahora, sé cómo calcular la impedancia microstrip acoplada, etc., pero no sé cómo hacer las transiciones correctamente (o incluso cuánto impacto tienen dichas transiciones en la impedancia general).

La siguiente imagen es la situación particular en la que ahora estoy atrapado:

Ejemplo del tipo de transición del que estoy hablando.

Esta sería vagamente mi idea de cuál debería ser la conexión para las entradas (para fines de discusión, supongamos que las microcintas acopladas están correctamente dimensionadas). Sin embargo, tengo 2 tipos de transiciones que (creo) me darán algunos problemas.

  1. Transición entre el pad y la pista: generalmente manejo esto bien, simplemente agregando una lágrima en un cierto ángulo (según la información que encontré en la web); luego solo varío la distancia entre la almohadilla y el plano de tierra para mantener la misma impedancia que la microcinta. Sin embargo, tengo curiosidad, ya que este es el enfoque más utilizado.
  2. Transición entre microstrip y microstrip acoplado: aquí es donde estoy más perdido. ¿Solo varío el ancho de los trazos y coloco una lágrima entre ellos? Suena como un enfoque torpe, aunque realmente no puedo decir por qué no funcionaría. He visto un par de tableros que colocan algunas vías y cambian de capa para este tipo de transiciones, pero no pude encontrar una justificación para esto.

Como referencia, esta es mi pila:

Top: 1-oz copper.
   6.7 mil FR-408 prepreg (Er = 3.66 @ 1 GHz).
Ground: 1/2-oz copper.
   47 mil FR-408 core.
Power: 1/2-oz copper.
   6.7 mil FR-408 prepreg.
Bottom: 1-oz copper.

Gracias a todos de antemano por sus respuestas!

EDITAR: Estoy agregando un ejemplo de lo que estoy tratando de lograr con el tablero que estamos usando actualmente para obtener nuestras medidas. Es un diseño de referencia de National Semiconductor, enlace para la nota de la aplicación aquí . Hay archivos de diseño disponibles si alguien tiene curiosidad, de ahí tomé la foto.

Como puede ver, hay pistas rosas en una tercera capa, que se acoplan pero luego se separan en la dirección de los pads. Finalmente, hay una vía justo debajo de las almohadillas para conectarse con ellas. Me parece interesante que no se haga ninguna transición entre el microstrip acoplado y el microstrip, y que la vía para conectar con la capa superior no genere problemas.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Por favor, da un poco más de detalles sobre tu problema. Por ejemplo: ¿Están las pistas enrutadas a diferentes conectores y, en caso afirmativo, por qué? ¿De dónde viene esa señal para el ADC? ¿El conector GND está conectado al plano de tierra de su PCB y cómo? ...
@StefanWyss Gracias por la respuesta. En cuanto a sus preguntas: - Sí, las pistas están enrutadas a diferentes conectores, ya que el ADC tiene una entrada diferencial y me gustaría aprovecharla. - Se supone que el tablero es lo más general posible. Una de las cosas para las que lo usaré es para medir la salida de un demodulador I/Q, por ejemplo. -El conector GND se va a conectar al plano de tierra con varias vías. También puedo usar CPWG en lugar de microstrips para las pistas. Pensé que todos estos detalles eran independientes de las propias transiciones. ¿Por qué es importante?

Respuestas (1)

El objetivo de diseño más importante es mantener la impedancia de onda lo más homogénea posible. Esta impedancia se define entre la pista y el plano GND (microstrip) o entre dos pistas (par microstrip diferencial) o entre dos pistas con plano GND (par diferencial de 3 conductores). No es fácil cambiar de uno a otro.

La 1. transición entre el pad y la pista no es un problema, porque es 1) muy pequeña y 2) eléctricamente corta en comparación con su longitud de onda de 1 GHz.

Pero la 2. transición es difícil de hacer y muy probablemente innecesaria en su caso. Nunca he visto una configuración en la que la impedancia de onda se definiera entre dos trazas en diferentes cables, por lo que es posible que desee reconsiderarlo.

Intente encontrar una manera de enrutar su señal diferencial a través de un cable. Tome un cable LAN de 1 GBit como ejemplo de referencia, porque tiene múltiples pares diferenciales trenzados capaces de alta velocidad con una impedancia bien definida.

Muchas gracias por su respuesta. Verifique, si puede, la EDICIÓN que hice en mi publicación original. Doy un enlace a la placa de referencia que estamos usando actualmente para obtener nuestras medidas y que la placa que estoy haciendo está destinada a reemplazar. Me gustaría lograr algo similar a esto si puedo. Actualmente estamos usando conectores y cables SMA en todas nuestras placas... ¿un cable LAN no obtendría peor rendimiento? Debo admitir que recién estoy comenzando en el diseño de RF, por lo que hay muchos conceptos básicos que me salté, mientras que hay algunas cosas bastante avanzadas que aprendí :).
Bueno, esto se pone interesante. He visto en la nota que el par diferencial debe tener una impedancia de 100 ohmios, y también estoy desconcertado sobre cómo lograrlo con este tipo de enrutamiento de bifurcación. La única explicación que se me ocurre es que debe haber un plano GND sólido en el punto de bifurcación, de modo que las pistas individuales tengan 50 ohmios a GND, lo que suma 100 ohmios para ambos. ¿Puedes verificar esto en el diseño de referencia?
De hecho, es una pila de 10 capas y este par diferencial está en la capa 3, intercalado entre un plano GND sólido en la parte superior y un plano de potencia debajo. Sin embargo, no veo cómo funcionarían las pistas ... ¿No debería cambiar la impedancia cuando están una al lado de la otra y una vez que se separan? Si tiene curiosidad sobre el diseño de esta placa, se supone que debe encontrarla aquí: ti.com/tool/adc12d1800rb aunque, por alguna razón, la página no me funciona. Los archivos están en formato Allegro, puedes verlos con el visor físico Allegro 16.6 (otras versiones no me funcionaron).
¿Qué tan cerca están estos aviones? Creo que en la sección diferencial, ambas pistas diferenciales están muy apretadas y los planos están lejos, por lo que la impedancia se define principalmente entre las pistas, mientras que en la sección de una sola pista, podría haber otro plano justo debajo de cada pista (muy cerca). ), de modo que haya 50 ohmios entre la pista y el plano?
En realidad no. El plano GND en la parte superior y el plano de potencia en la parte inferior cubren las pistas diferenciales y únicas. No hay otros aviones en el medio en lo que respecta a la acumulación. Yo también estoy un poco desconcertado...
Transiciones Microstrip y CPWG en PCB
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v