巴伦/匹配网络问题

电器工程 射频 传输线 阻抗匹配 史密斯图 巴伦
2022-01-13 11:34:48

我在验证应用说明 ( AN068 ) 解释什么来计算巴伦值时遇到问题。如果有人能告诉我我做错了什么/哪里做错了,我将不胜感激?

RF部分总结:

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蓝色部分为直流阻隔帽,C10-L1 和 L3-C11 为巴伦,灰色部分为 PI 网络。IC 的 (CC2500) 数据表将 RF_P 和 RF_N 处的最佳负载定义为 80+j74 ohm。

从第7页的图6,它显示了差分电路,下图(图7)显示了阻抗除以2的单个部分。

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“它忽略了直流阻塞上限,因为值很大”。它标记走线以计算走线的阻抗。20 + j0 是戴维南等效阻抗 (Zout)。

这是设计的 Gerber 视图:

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应用笔记建议计算巴伦部分的走线阻抗(从焊盘到焊盘)。两条路径具有相同的长度。左侧路径:C9到L3:0.192mm;L3 至 C11:0.177 毫米;C11 至 C12 = 0.185 毫米;总长度为 0.554 毫米。走线的宽度是0.254毫米,gerber文件说FR4的厚度是1.6毫米。应用说明说输入 2.45Gz 的介电常数为 4.1,tan loss 0.0155。

我将从 Gerber 文件和应用说明中测量的值输入到 NI 的行计算器:

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它显示 135.674 欧姆阻抗和 2.67941 度电长度。

然后正如应用说明所建议的那样,我在史密斯圆图上将源阻抗定义为 40 + j37 ohm(蓝色圆圈),将负载阻抗定义为 20 + j0 ohm(红色圆圈)(左下角有一个小电路表示) . 之后,我添加了一条传输线并从线路计算器定义参数(135.674 ohm,2.67941 度)(程序不允许输入精确数字,因此我选择最接近的可能值)。最后,我添加了一个具有 1pF 和 1.2nH 串联电感的并联电容器,因为最终设计使用了这些值。

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然而,它得到一个不同的史密斯图,阻抗不匹配,如应用笔记所示。 在此处输入图像描述

如果我为 TL 的阻抗输入 335 欧姆并保持其他值相同,我得到它匹配。我需要输入奇怪的值才能在线路计算器上获得 335 阻抗。

我哪里做错了?

编辑 1:我猜应用说明说要测量无线电引脚的长度,然后 MCU 到 C9 是 0.506 毫米。总长度为 1.06 毫米。它只会将电气长度更改为 5.12667 度,这与我在上面的史密斯图上使用的 4 度(我使用的程序中可能最小的)几乎相同。

1个回答

我收到了 TI 关于我的问题的回复。一位高级应用工程师表示,这不是一个写得很好的应用笔记,仅仅使用线计算器和史密斯图是不可能找到阻抗匹配的。

建议是在 ADS、Microwave 或类似软件上模拟电路,因为组件的行为会因品牌、零件型号、尺寸、频率等而变化。制造商为上述 SW 的组件提供模拟库。

我使用 ADS 并找到了两种类型的仿真来找到正确的阻抗匹配。

一种是在原理图上模拟电路,然后您需要定义您使用的确切组件,走线长度,走线角度,PCB的属性等。根据TI的另一个应用说明,它说您可以获得正确的结果大约 10% 的准确率。

由于与板上其他组件或走线的信号相互作用,可以在布局仿真中获得更精确的结果。ADS对于初学者来说是一个复杂的软件,我找不到一个很好的教程如何做,所以我在原理图部分进行了模拟,我的问题得到了解决。我没有网络分析仪,因此我不知道我得到了多么正确的匹配。