N'Abend, demnächst werde ich eine Leiterplatte mit einer ca. 2 cm² großer "HF-Ecke" für 10 GHz entwerfen müssen und sammle gerade Informationen, Tipps, Beispiele etc. um einen Einstieg zu finden. Was mir dabei immer wieder auffällt: Selbstgebastelte HF Platinen sehen immer aus wie die Vogelnester aus den 50ern oder die ersten handgezeichneten Leiterbilder, nur mit sehr viel mehr Lötzinn. Überall rechte Winkel, lange Anschlussbeinchen, Kabel kreuz und quer über die Schaltungen... muss das so aussehen? Ich habe bisher nur harmlose Digital- oder Mischplatinen entworfen und diese HF Geschichte ist für mich noch immer "Magie" wenn man sich Bandpässe, Richtkoppler etc. als reine layouttechnische Maßnahmen in professioneller Hardware ansieht, kann ich nur staunen. Also woran liegt es? Einfach nur aus Kosten- und Zeitgründen? Weil sie mit dem Edding und nicht mit einem Layoutprogramm entworfen sind? Dagegen wirken Hobbykellerschaltungen auf Lochraster deutlich aufgeräumter. Grüße P.S.: Was mir auch aufgefallen ist: Werden irgendwo Steuer- oder Versorgungsspannungen herausgeführt, dann erfolgt das oft über kleine isolierte Pins oder Schleifen, die weit über die Schaltung oder das Gehäuse verteilt angebracht sind. Das sind Durchführungskondensatoren, oder? Ich habe bisher immer Stiftleisten oder mehrpolige Buchsen/Stecker verwendet. Wann nutzt man was?
Hallo Bastler, Du willst 10 GHz auf einer Leiterplatte händeln und, wie ich aus deiner Mitteilung heraus lese, du hast keinerlei HF Know-how. Mein Rat: lass es. LG M.
Wuerd ich auch sagen. Vergiss es, so wird das nichts.
Martin schrieb: > Mein Rat: lass es. Milli Oschi schrieb: > Vergiss es, so wird das nichts. Naja, diese Antworten sind imho nicht im Sinne eines Forums. Immerhin wendet sich der OT an euch um etwas zu lernen.
> P.S.: Was mir auch aufgefallen ist: Werden irgendwo Steuer- oder > Versorgungsspannungen herausgeführt, dann erfolgt das oft über kleine > isolierte Pins oder Schleifen, die weit über die Schaltung oder das > Gehäuse verteilt angebracht sind. Das liegt daran dass Hobbybastler max doppelseitige Platinen benutzen und bei HF-Layouts die Unterseite von einer durchgehenden Massefläche besetzt ist so dass man oben nur einseitig routen und keine kreuzenden Leitungen machen kann. Das HF-Signal muß in einer Leiterbahn mit definierter Breite und definiertem Abstand zur Massefläche (damit defineirter Wellenwiderstand) geführt werden, zum fädeln müssen die Steuer- und Betriebsspannungsleitungen ran.
Noch was: Bei Frequenzen oberhalb 2,5GHz benutzt man eher kein FR4 mehr, sondern was Hochfrequenz-taugliches wie Teflon-Leiterplatten o.ä.
>Naja, diese Antworten sind imho nicht im Sinne eines Forums. >Immerhin wendet sich der OT an euch um etwas zu lernen. Hier ist die Wissensluecke derart gross, dass es eben nichts bringt. Auch wenn wir seitenweise schreiben wuerden. Fuer 10GHz braucht man neben dem passenden Substrat, Teflon, Saphir, Keramik, auch noch passende Simulationsprogramme, Netzwerkanalyzer, usw. Und sowas haben Leute die so fragen wie der TO nicht.
Milli Oschi schrieb: >>Naja, diese Antworten sind imho nicht im Sinne eines Forums. >>Immerhin wendet sich der OT an euch um etwas zu lernen. > > Hier ist die Wissensluecke derart gross, dass es eben nichts bringt. > Auch wenn wir seitenweise schreiben wuerden. Fuer 10GHz braucht man > neben dem passenden Substrat, Teflon, Saphir, Keramik, auch noch > passende Simulationsprogramme, Netzwerkanalyzer, usw. Und sowas haben > Leute die so fragen wie der TO nicht. Du hast sicherlich recht. Andererseits denke ich auch, dass er - und nicht nur er - es nur lernen kann, wenn er es macht. Die Messtechnik ist definitiv ein Problem, mMn auch das Größte. Aber da hilft ja auch oft, mal hier zu fragen, ob nicht jemand aushelfen kann. Viele "Profies" haben ja gute Kontakte, zB zu Uni's und EMV Dienstleistern, die man evtl. auch mal für so ein Projekt missbrauchen kann. /ironie on Ansonsten würde ich auch sagen, dass dieses Projekt genau so aussichtslos ist, wie Schuhe übers Internet zu verkaufen /ironie off Grüße Andreas
asd schrieb: > Noch was: Bei Frequenzen oberhalb 2,5GHz benutzt man eher kein FR4 mehr, > sondern was Hochfrequenz-taugliches wie Teflon-Leiterplatten o.ä. Noch nichts von PCIe gehört? Das ist ein Standard-Bus, der im PC herumlümmelt. Da denkt aber keiner ernsthaft an Teflon-Leiterplatten...
Lothar dir ist bewusst das hier von GHz und MHz die rede ist oder? PCIe läuft bei den meißten mit 100MHz und das ist nunmal Dekaden von 10GHz weg. MfG Tec
@Tec Nologic: Ich hoffe dir ist bewusst, das die Symbolrate (nicht der Takt) schon bei PCIe 1.0 bei 2.5GHz liegt ?
Du meinst die Bitrate, nicht die Symbolrate? Und welche Relevanz für das Thema hat diese Zahl, die einfach die Summe der Taktraten aller 32 Datenleitungen ist?
Euch ist bewusst, dass z. B. auch USB3.0 mit 5 Gbit/s pro differenzellem Paar arbeitet? Und da denkt auch niemand an Teflon.
In der Firma haben wir auch FR4 für Frequenzen bis 7GHz benutzt. Rogers kam erst für höhere Frequenzen zum Einsatz. Klar gibt es dann einiges zu beachten, aber es ist ganz klar machbar! (4-lagige PCBs sind Pflicht) 2.5GHz sind allerdings kein Problem!
Danke für die bisherigen Antworten. Mir kam nach dem Abschicken des Posts eine leise Vorahnung, dass sich die Reaktionen in diesem Spektrum bewegen könnten... bin hier im Forum nämlich schon etwas länger unterwegs. Also vielleicht nochmal zum Vorhaben selbst: Im Grunde beschränkt sich die 10 GHz Technik auf eine max. 1 cm lange Mikrostreifenleitung, die von einer SMA-Buchse zu einem RF Power Detector führt und das war's auch schon. Alles ab hier ist relativ unkritisch. Das Stück Leitung kann man sich ja für FR4 passend den Anforderungen berechnen und die Dämpfung durch das "ungeeignete" Substrat... naja abgleichen muss man die Schaltung eh. Von daher sollte das auch noch in Ordnung sein. Teflon/Ro4000 behalte ich im Hinterkopf. Da die Schaltung aber zuverlässig arbeiten soll und ich nicht auf böse Überraschungen stehe, frage ich eben vorher mal lieber ganz pauschal hier nach. Mir geht es erstmal nur um einen Einstieg. Fachliteratur und erfahrene Entwickler werde ich mir zu gegebener Zeit suchen. Ich gehe mal davon aus, dass es einem fortgeschrittenen E-Technik Studenten möglich sein sollte, sich das nötige Wissen anzueignen um dieses Problem auch ohne bisherige HF Kenntnisse zu lösen. Grüße
Wir verwenden hier FR4 noch bis ca. 6 GHz, allerdings Material mit 0.5 mm Stärke, um die Leitungen klein zu halten und damit auch die Verluste durch das Dielektrikum. Für Koplanarleitungen hat sich bei uns 0.8mm Leitungsbreite und 0.4mm Abstand zur umgebenden Massefläche etabliert. Die Leitung wird umsäumt von Vias mit 0.3mm Durchmesser zur unteren Lage (Masse). So bekommt man einen Reflexionsfaktor bei 2.4 GHz um -18 dB und bei 5.8 GHz um -10 dB (also noch einigermaßen sinnvoll verwendbar). Für 10 GHz würde ich wahrscheinlich Rogers-Substrat mit 300um Dicke nehmen. Es gibt auch Hersteller, die machen einen 4-Layer Stapel aus einer FR4- und obendrauf einer Rogers-Schicht für HF. Aus eigenen Erfahrungen kann ich für Mixed-Platinen mit HF und anderen (digitalen) Blöcken eigentlich nur mind. 4-Lagige Platinen empfehlen. Selbst eine kleine Unterbrechung der Massefläche (z.B. für Betriebsspannungszuführung) in der Nähe einer Streifenleitung führt zur einer drastischen Verschlechterung des Verhaltens. Bei 4 Lagen kann man die oberen beiden für HF benutzen (Signal+Massefläche), und die unteren für Betriebsspannungsebenen und restliche Signalführung.
Achso, vielleicht noch ein Hinweis: es hat sich bei unseren Experimenten herausgestellt, daß Edge-mounted SMA-Buchsen (werden direkt an die Leiterplattenkante gesteckt) ein besseres Verhalten aufweisen, als die Through-hole-Varianten.
Das Teflon verwendet man vor allem wegen der eng spezifizierten Dielektrizitätskonstanten, wenn schmalbandige Filter, Richtkoppler u.ä. gebaut werden. Die Reproduzierbarkeit auf FR4 ist das größere Problem als die höheren Verluste. Für Breitbandschaltungen, zu denen auch PCI und andere schnelle Busse gehören, ist das weniger wichtig.
Einen Powerdetektor ... den wurd ich mit minimalstem Abstand grad an die SMA machen, dann mit dem Netzwerkanalyzer messen gehen, ob's gut ist.
...manchmal muß man ein guter Mechaniker/Feinmechaniker sein weil viele Baugruppen "spanabhebend" gefertigt werden müssen um dann mittels Hohlleiter "verrohrt";-) zu werden .Leiterplatten sieht man da eher selten.Aber das ist ein Bereich für Spezialisten mit Zugang zu hochwertiger Messtechnik die man üblicher Weise nicht in jeder Funkecke findet.
Tec Nologic schrieb: > Lothar dir ist bewusst das hier von GHz und MHz die rede ist oder? Ja, das ist es. Bernhard schrieb: > Und welche Relevanz für das Thema hat diese Zahl, die einfach die > Summe der Taktraten aller 32 Datenleitungen ist? Die Rede war vom PCIe (das kleine e am Ende ist kein Schreibfehler)? Bei FR4 muß man da bei längeren Leiterbahnen dann so langsam aufpassen, dass nicht eine der beiden differentiellen Leitungen immer auf einer Glasfaser und die andere auf Harz läuft. Das gäbe dann Fehlanpassungen. Dann kann man mit Zick-Zack-Routing was gut machen: http://www.altera.com/literature/an/an528.pdf Wenn man das Layout 2-3° gedreht auf die Leiterplatte bringt, wechseln sich auch für längere Leiterbahnen Harz und Fasern (quasi automatisch) ab. Dann geht das auch ganz ohne Zicken und Zacken... ;-)
Wenn mich die Leistung resp die Pulsform im X Band interessiert, nehm ich eine X Band diode, im praktischen SMA Gehaeuse, die hat auf der anderen Seite auch einen SMA oder so, und die geht hinunhter bis auf -55dBm. Nach oben ist dann bei 0dBm oder so Schluss, aber man kann ja einen Richtkoppler und/oder einen Attenuator vorschalten. Ich wuerde nicht mal probieren, da selbst was zu machen...
Bastler schrieb: > Im Grunde beschränkt sich > die 10 GHz Technik auf eine max. 1 cm lange Mikrostreifenleitung, die > von einer SMA-Buchse zu einem RF Power Detector führt und das war's auch > schon. dann versuch die leitungslänge so gering wie möglich zu halten und halt abstand zu anderen signalen wenn's möglich ist. HF signale sind störanfällig und verursachen gerne störungen, aber das soltest du aus E-technik Student ja schon wissen. HF lernt man am besten wenn man jemanden über die schulter gucken kann und/oder durch try'n'error. PS es ist noch kein meister vom himmel gefallen - acuh wenn es sich manchmal so anhört. PPS merke! elektronen machen erstmal grundsätzlich das was sie wollen, aber nie das was sie sollen ;-) also viel spaß beim elektronenbändigen
Babsy schrieb: > HF lernt man am besten wenn man jemanden über die schulter gucken kann > und/oder durch try'n'error. Oder durch lesen von Threads wie diesem. Also für mich waren da schon einige neue & interessante Infos dabei. Von daher kann ich die Idee des TE nur begrüßen ;-) Grüße Andreas
Bei den ganzen Vergleichen mit moderner Digitaltechnik (USB3.0, PCIe, Rambus, LVDS..) sollte man nicht vergessen wieviel Entwicklungsaufwand und Zeit da reingeflossen ist bevor man den Dreh raus hatte... in den 90ern setzte sich die erste Generation 486er mit 50MHz (der original DX-50 mit 50MHz FSB, NICHT die späteren DX-2/DX-4 die mit maximal 33MHz FSB arbeiteten!) der Legende nach nicht durch weil kaum einer der Aufgabe gewachsen war ein Mainboard dafür zu entwerfen...
Bastler schrieb: > demnächst werde ich eine Leiterplatte mit einer ca. 2 cm² großer > "HF-Ecke" für 10 GHz entwerfen müssen Hallo du Bastler, ich entnehme deinem Satz, daß es sich dabei nur um einen relativ kleinen Teil der Gesamtschaltung handelt, vielleicht nur der Eingang eines Frequenzteilers oder so. Nun, wenn dem so ist und du keinerlei echte Filter oder Verstärkerschaltung dort hast, dann könnte das eventuell mit dem üblichen FR4 gerade noch so gehen. Ansonsten ist eine Mehrlagenleiterplatte angesagt, wo die oberste Schicht aus "Rogers" besteht. Rogers ist eigentlich ein Hersteller mit einer Anzahl unterschiedlicher Sorten Basismaterial. Du wirst in diesem Falle also die ganze Leiterplattenfläche mit Rogers als oberster Schicht haben. Bestücker mögen das nicht so sehr, denn die Leiterbahnen halten auf Rogers längst nicht so gut wie auf FR4 und da ist beim Bestücken oftmals Ärger angesagt. Alternative wäre ein kleiner Modul aus Rogers, der wie ein Hybridschaltkreis auf die eigentliche LP gesetzt wird. Wäre dann auch billiger. Tja und zum Layout kann man eigentlich keines der üblichen Programme ohne Schwierigkeiten benutzen, denn Induktivitäten (Entkoppeldrosseln) werden bei 10 GHz einfach als im 90° Winkel abgehende dünne Leitunge gemacht und Kapazitäten sind Leiterbahnverbreiterungen. Lade dir mal ne Demoversion von SONNET herunter, lies die dazu gehörigen Dokus und spiel mit dem Programm ein wenig herum. Ich meine, durch sowas bekommst du noch am ehesten ein Gefühl für diese Gefilde. Kleines Beispiel: Wie macht man einen Tiefpaß an einer SMA-Buchse? 1. SMA Buchse, daran Leiterstück mit 50 Ohm-Breite 2. daran ein Leiterstück dünner als die Breite, die für 50 Ohm nötig wäre 3. daran ein breiteres Leiterstück (deutlich breiter als für 50 Ohm) 4. dann noch 2x dieselbe Anordnung und du hast einen Tiefpaß aus 3xL und 3xC W.S.
wosnet schrieb: > Wir verwenden hier FR4 noch bis ca. 6 GHz, allerdings Material mit 0.5 > mm Stärke, um die Leitungen klein zu halten und damit auch die Verluste > durch das Dielektrikum. Für Koplanarleitungen hat sich bei uns 0.8mm > Leitungsbreite und 0.4mm Abstand zur umgebenden Massefläche etabliert. > Die Leitung wird umsäumt von Vias mit 0.3mm Durchmesser zur unteren Lage > (Masse). So bekommt man einen Reflexionsfaktor bei 2.4 GHz um -18 dB und > bei 5.8 GHz um -10 dB (also noch einigermaßen sinnvoll verwendbar). Mit was für einen Epsilon R rechnet ihr den bei 6GHz. Mit zunehmender Frequenz nimmt ja, so das nachlesen konnte, Epsilon R ab. Als Richtwert für 2GHz kenne ich 3.9. Mich würden Werte darüber hinaus interresieren.
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