Speaker A
Это моя последняя плата, 20 штук которой клиент уже прошил и пустит в дело. Самой трудной задачей было реализовать Wi-Fi.
Разбор реализации Wi-Fi на двухслойной плате 4х4 см с контролем импеданса и использованием капланарного волновода.
Key Takeaways
- Согласование импедансов критично для эффективной передачи Wi-Fi сигнала.
- P-фильтр помогает компенсировать расхождение импедансов между антеннами и передатчиком.
- Капланарный волновод позволяет уменьшить ширину дорожки и добиться нужного импеданса на двухслойной плате.
- Размер и расположение компонентов влияют на качество согласования и работу Wi-Fi.
- Высокочастотные свойства проводников требуют учета паразитных индуктивности и ёмкости.
What the video covers
- Автор рассказывает о своей плате размером 4х4 см с 62 компонентами на двух слоях.
- Основная сложность — реализация Wi-Fi с согласованием импедансов антенны, радиопередатчика и дорожек.
- Используется керамическая чип-антенна с волновым сопротивлением 50 Ом.
- Радиочастотный передатчик SP-32 имеет волновое сопротивление 35 Ом, что вызывает необходимость согласования.
- На высоких частотах учитываются паразитные свойства проводников — индуктивность и ёмкость, формирующие импеданс.
- Для согласования импеданса применяется p-фильтр (конденсатор, катушка, конденсатор) с рассчитанными номиналами.
- Используется график Смита для проверки согласования, детали выбраны минимального размера 0402.
- Дорожка между фильтром и антенной должна иметь импеданс 50 Ом, что сложно на двухслойной плате из-за ограничений ширины и толщины.
- Решение — капланарный волновод, при котором слой земли переносится на уровень дорожки, уменьшая расстояние и позволяя добиться 50 Ом с шириной дорожки 0,4 мм.
- Таким образом достигается оптимальное согласование и максимальная передача сигнала Wi-Fi.
Chapters
- 00:00Введение и описание платы
- 00:07Выбор антенны и волновое сопротивление
- 00:25Паразитные свойства и импеданс
- 00:44Согласование импедансов для максимальной передачи
- 01:01Использование p-фильтра и расчет номиналов
- 01:17Размеры компонентов и размещение фильтра
- 01:43Проблемы с дорожкой между фильтром и антенной
- 01:59Решение с капланарным волноводом
Full Transcript — Download SRT & Markdown
Speaker A
Размером 4х4 см плата включает 62 компонента на двух слоях. Пихни сюда ещё Wi-Fi. Естественно, я выбрал керамическую чип-антенну, но не всё так просто. Волновое сопротивление моей антенны — 50 Ом. Это стандартное значение, которое выверяют на заводе. Но у радиочастотного передатчика на SP-32 оно
Speaker A
составляет 35 Ом. Что это значит? На высоких частотах медные проводники уже не ведут себя, как мы привыкли. Теперь включаются паразитные свойства — индуктивность и ёмкость, которые опускались при постоянке. Такое сопротивление, учитывающее паразитные свойства, иначе называется импеданс. У одной и той же дорожки при постоянном
Speaker A
токе и при частоте вай-фая в 2,4 млрд Гц оно отличается в разы из-за этих свойств. И я, как дизайнер, должен их контролировать. Максимальная передача сигнала возможна, когда импеданс антенны, радиопередатчика и медной дорожки между ними будут согласованы. То есть три вот этих волновых
Speaker A
сопротивления, два из которых уже даны из коробки, будут равны. Наше расхождение в 15 Ом решается в два этапа. Сперва нужен p-фильтр: конденсатор, катушка, конденсатор. Номиналы этих деталей я рассчитал в онлайн-калькуляторе. Вот это график Смита. И нужно, чтобы фигурка
Speaker A
замыкалась в центре после ввода номиналов, как бы обозначая согласование импеданса. Типа размер деталей тоже важен. Я поставил 0402, потому что это минимум, за который GLC PCB не дерёт денег. Поскольку я смог поставить p-фильтр очень близко к Wi-Fi пину на
Speaker A
SP, то дорожка между ними достаточно короткая, чтобы на неё забить. Но вот дорожка между фильтром и антенной получилась подлиннее, а она должна быть импедансом в 50 Ом. И на плате в два слоя по факту только один способ этого
Speaker A
добиться. Импеданс дорожки зависит от её толщины, её ширины, диэлектрической константы текстолита и расстояния от дорожки до слоя земли под ней. Толщина стандартная с завода, константа равна 4,5. Но меня ширину дорожки или высоту платы, мы добьёмся 50 Ом лишь при очень
Speaker A
плохих значениях. Ширина дорожки должна выйти минимум 1,5 мм, что ни на одну плату не вместится. На помощь приходит капланарный волновод. Мы просто переносим слой земли на один слой с нашей дорожкой. И теперь расстояние до земли можно уменьшить ещё больше. Теперь
Speaker A
мы добьёмся импеданса в 50 Ом с толщиной дорожки 0,4 мм, для которой у меня уже есть место на плате. M.
Topics:Wi-Fiдвухслойная платаимпеданскапланарный волноводSP-32p-фильтрграфик Смитарадиочастотный дизайнчип-антеннаэлектронный дизайн
![КРАСОТА ТРЕБУЕТ ЖЕРТВ [Топ Сикрет] — Transcript](https://i.ytimg.com/vi/U1g3PAjx9Mk/maxresdefault.jpg)
