Conception d'une trace RF de 50 ohms pour 2,4 GHz… PCB FR-4 double couche

J'utiliserai un émetteur-récepteur 2,4 GHz sur mon nouveau projet. Le matériau PCB sera FR-4 avec une épaisseur de 1,6 mm et le connecteur est un SMA. Mon doute concerne la trace RF qui devrait avoir une impédance de 50 ohms. En utilisant AppCAD 4.0, en entrant les paramètres indiqués ci-dessous, j'ai obtenu un résultat de 50 ohms pour Width = 45mils et Gap = 8 mils de la trace RF à GND. J'ai également obtenu presque le même résultat sur la calculatrice en ligne. Cette combinaison (45/8 mils) vous semble-t-elle correcte?

Que puis-je faire de plus pour améliorer ma mise en page? Cordialement.

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edit: c'est ma mise en page finale ...

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Vos calculs vérifient les valeurs données, mais gardez à l'esprit que la constante diélectrique du FR-4 n'est pas étroitement contrôlée et peut varier entre 4,35 et 4,7 entre les fabricants [1]. La longueur de votre trace étant très courte, cette variation n'aura pas d'effet important (vous pouvez essayer les valeurs dans la calculatrice). Pour des applications plus exigeantes, des matériaux spéciaux pour PCB à haute fréquence (par exemple: Rogers RO4000 [2]) sont disponibles, mais ils sont beaucoup plus chers à produire.

Il peut être avantageux de désactiver les thermiques autour des trous de broches GND du connecteur RF. En ayant une connexion à la terre solide, vous réduisez l'inductance parasite dans le chemin du courant de retour, ce qui améliorera l'intégrité de votre signal.

Si vous utilisez un guide d'onde coplanaire, le cuivre se déverse en dessous et sur les côtés du conducteur doit être fortement référencé. Cela signifie mettre des vias pour «piquer» les plans supérieur et inférieur ensemble, le long des deux côtés du conducteur, pour l'entourer de la connexion de terre. Ceci est discuté dans [3].

La distance de couture recommandée entre les vias doit être d'au plus λ / 4, avec λ / 10 comme optimum. Pour 2,4 GHz, il en résulte une distance de passage de 3,12 cm maximum, 1,25 cm étant recommandé. Ainsi, pour des longueurs de trace plus longues et des fréquences plus élevées, l'assemblage devient plus important que dans ce cas avec une longueur de trace très courte.

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/FR-4 voir: permittivité constante diélectrique

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

[3] Choisissez la taille du via pour le blindage et la couture

pour cette courte distance (moins de 1 / 8ème de longueur d'onde), les exigences d'impédance deviennent beaucoup plus lâches, donc sur ce principe, c'est plus que convenable, et s'aligne avec ma propre calculatrice.

En ce qui concerne la disposition, je ne peux pas le blâmer particulièrement, vous gardez une bonne séparation entre celui-ci et les autres signaux à proximité, vous avez des vias juste à côté de la masse du signal, donc le courant de retour sur l'avion du côté opposé n'a pas un grand détour , vous avez bel et bien tiré votre fusil de chasse avec des vias au sol.

La seule chose avec laquelle je lutte est de repérer où se trouve le condensateur de découplage, pour cela, le capuchon de découplage doit être aussi proche des broches que vous pouvez gérer, idéalement du même côté que la puce, avec ses traces du même côté de la carte. Si c'est la paire au centre gauche, je tournerais au minimum autour de celle du bas, et éventuellement les déplacerais un peu pour rendre leurs connexions aussi courtes que possible sur la puce.

À ce que les autres ont dit, je vais ajouter,

• Vous ne voulez probablement pas laisser le sol se remplir entre les plots de votre condensateur de blocage DC. Cela entraînera probablement une capacité excessive à la terre et dégradera la perte de retour de votre entrée RF.

• Vous souhaiterez peut-être déplacer le connecteur RF un peu plus loin, de sorte que le condensateur de blocage ne doive pas être directement en dessous. Vous avez besoin d'un peu d'espace autour des pattes de mise à la terre du connecteur pour permettre la soudure à la vague sélective, ou pour qu'un gros fer gras y pénètre (d'autant plus maintenant que vous avez supprimé le relief thermique).