Ich will den besagten Mischer auf einem Testboard benutzen. Die Padbreite ist leider für meinen Trace etwas zu breit. Mein Trace hat 0.53mm und das Pad 2.5mm. Wie kann man nun das Matching verbessern oder einfach ignorieren und das beste hoffen? Material ist RO4350B mit 0.254mm Substratdicke.
Aus der Simulationspraxis bei solchen Situationen: Du kannst mit der Padfläche abschätzen welche parasitäre Kapazität das Pad bei deinem sehr dünnen Substrat hat. Damit kann man die Shuntkapazität ausrechnen und abschätzen ob es überhaut zum Problem wird. Reduktion der Shuntkapazität dann ggf. über partielle oder vollständige Freistellung des GND unterhalb des Pads. (Ich habe nicht überlesen dass deine Fragestellung eigentlich im Sinne von Leitungsbreiten und Leitungsimpedanzen gemeint ist. Das ist hier beim Übergang auf ein SMD-Pad aber die falsche Fragstellung, hier sollte man eher in konzentrierten L und C denken)
Wenn es um die Auslegung von Leiterplatten-Dimensionen geht betrachtet man erst mal die Anforderungen an die Frequenz. Und da hamma nichts gehört. Vorher ist alles Andere evergebliche Liebesmüh bzw. möglicher- weise viel zu viel Aufwand um nichts.
Simulant schrieb: > Reduktion der Shuntkapazität dann ggf. über partielle oder vollständige > Freistellung des GND unterhalb des Pads. Die Formel für einen Plattenkondesator, angewendet auf die Padfläche, ergibt bei mir ca 561pF.
Holger F. schrieb: > Die Formel für einen Plattenkondesator, angewendet auf die Padfläche, > ergibt bei mir ca 561pF. Halt das ist die Falsche Größenordnung, 0.561pF muss es sein.
hf werker schrieb: > Anforderungen an die Frequenz. Und da hamma nichts gehört. Ich bin vom Frequenzbereich des Mischers ausgegangen, max 4.2 GHz Holger F. schrieb: > 0.561pF muss es sein. Das wären bei 4 GHz immerhin -j80 Ohm, dehalb würde ich die Masse direkt unterhalb des Pads freistellen um dort keinen zu grossen Plattenkondensator zu bauen. Man hat dann noch etwas Streukapazität querab, das sollte passen. (Wer das zu hemdsärmelig findet: entsprechende Kompensation an Pads verwende ich erfolgreich bei deutlich höheren Frequenzen. Dort dann genauer simuliert, hier nur abgeschätzt.)
Akademisches Krümelkacken. An einem Mischer stimmt im Allgemeinen gar nichts bezüglich Anpassung. Da hilft es auch nichts mit irgendeiner Art von Kompensation zu arbeiten. Man kennt ja nicht einmal die komplexen S-Paramater dieser Mischer, und wenn man sie aus- messen würde bekäme man keine Garantie dass die so bleiben. Fazit: solange man breitbandig arbeiten muss und die genauen S-Parameter nicht kennt muss man meist mit der Fehlanpassung leben und ein paar krümelige Streukpazitäten fallen nicht ins Gewicht. Ansonsten kann man sich natürlich tage- und wochenlang mit diesem Thema auseinandersetzen und keinen Schritt im Großen vorwärts kommen.
hf werker schrieb: > Akademisches Krümelkacken. Die Kunden deren 28 GHz-PCB ich mit solchen kleinen Massnahmen rette sind jedenfalls ziemlich dankbar, nachdem sie vorher bei den Messungen durchgefallen sind. In diesem Fall hier sind's nur 4 GHz, aber das PCB ist deutlich dünner als von Mini-Circuits im Datenblatt vorgesehen. Das erzeugt also erhöhtes Shunt-C welches man mit der beschriebene Massnahme reduzieren kann. Meine Erfahrung mit dem bequemen "passt schon" Ansatz, den du hier propapgierst: viele kleine Fehlerquellen können ein HF-Design auch ruinieren. Also warum nicht gleich vernünftig machen? Grüße vom HF-Krümelmonster
Simulant schrieb: > Das wären bei 4 GHz immerhin -j80 Ohm, dehalb würde ich die Masse direkt > unterhalb des Pads freistellen um dort keinen zu grossen > Plattenkondensator zu bauen. Man hat dann noch etwas Streukapazität > querab, das sollte passen. Was sagt mir diese Zahl dann? die will ich doch, so wie ich es verstehe, möglichst hoch bekommen, oder? Also meine Impedanz sehr klein machen, indem ich die Massefläche der ersten Lage unter dem Pad freistelle. Die Masse auf der Dritten Lage muss bei mir allerdings so bleiben.
Holger F. schrieb: > Was sagt mir diese Zahl dann? Du hast durch das Pad halt 70-80 Ohm kapazitiven Blindanteil parallel zum Mischereingang bei 4 GHz, das wirkt sich schon spürbar auf die Anpassung aus. Im Mini-Circuit-Datenblatt ist das Layoutbeispiel mit dreifacher Substratdicke gezeigt. Der relevante Unterschied ist dabei nicht der Breitensprung von der Leitungsbreite zum Pad sondern die Padkazität, die bei dir den dreifachen Wert hat. Das wollen wir reduzieren. > die will ich doch, so wie ich es verstehe, > möglichst hoch bekommen, oder? Richtig! > Also meine Impedanz sehr klein machen, > indem ich die Massefläche der ersten Lage unter dem Pad freistelle. Kapazität kleiner, dadurch Impedanz erhöhen, genau das war gemeint. In vergleichbaren Fällen mit dünnem Substrat ist das eine übliche Massnahme, die ich auch hier empfehlen würde. Viel Erfolg!
Simulant schrieb: > In diesem Fall hier sind's nur 4 GHz, hf werker schrieb: > und ein paar krümelige Streukpazitäten fallen nicht ins Gewicht. Ich bestreite nicht dass bei zig GHz die Verhältnisse ganz anders liegen. Aber dort funktioniert dieser Mischer nicht mehr. Aber eine Regel habe ich mir zu Herzen genommen: ein Hersteller baut seine Bauteile so dass sie für den vorgesehenen Zweck und Frequenzbereich "passen". Das gilt für 99% aller Fälle. Als Beispiel: Einen HMC346 vin Hittite gibt es (ausser in Chip-Form) in drei verschiedenen Packages. In allen Packages steckt der gleiche Chip drin, aber die Gehäuseformen sind so gestaltet dass sie für den spezifierten Frequenzbereich "ausreichen".
Angehängte Dateien:
-
microstrip_transistion.png
1,3 MB -
SMA_cutout.png
31 KB
hf werker schrieb: > Akademisches Krümelkacken. > > An einem Mischer stimmt im Allgemeinen gar nichts bezüglich > Anpassung. Da hilft es auch nichts mit irgendeiner Art von > Kompensation zu arbeiten. Man kennt ja nicht einmal die > komplexen S-Paramater dieser Mischer, und wenn man sie aus- > messen würde bekäme man keine Garantie dass die so bleiben. Ganz im Gegenteil. Dinge wie IP3 hängen bei einem Ringmischer ganz extrem von der sauberen Anpassung ab. 20 dB schlechterer IP3 sind da garnix. Und wenn man die S-Parameter nicht kennt, dann muss man sie eben messen, oder fragen. Wobei man sich auf S11, S22 beschränken kann Weil man wegen der Frequenzumsetzung sowieso keine stabile Phase hat. Der LO-Port ist weniger kritisch, hauptsache genug Signal. > Fazit: solange man breitbandig arbeiten muss und die > genauen S-Parameter nicht kennt muss man meist mit der > Fehlanpassung leben und ein paar krümelige Streukpazitäten > fallen nicht ins Gewicht. > > Ansonsten kann man sich natürlich tage- und wochenlang mit > diesem Thema auseinandersetzen und keinen Schritt im Großen > vorwärts kommen. Man kann's auch ignorieren und garnicht zum Ziel kommen. Das Bild ist ein TDR von einem normalen SMA-Launcher für 2-lagig 1.6mm auf einer 4-Lagenkarte von JLCPCB, der billige Prozess für €5, nicht mal impedanzkontrolliert. Der 12 mil- Mikrostrip gibt saubere 50 Ohm in der gleichen Höhe wie die genaue Vorlaufleitung im TDR-Einschub. Der JLCPCB-Impedanzrechner sagt 50 Ohm == 11.55mil. Kommt hin. Das SMA-Decal ist ein Fiasko. Brutal zuviel Kapazität an der Lötstelle. Und der dicke Innenleiter und das Lötzinn machen es noch schlimmer. Der unbestückte SMA rechts ist bei weitem nicht so schlimm. In dem anderen Layout ist das Pad erstens so klein wie möglich. Dünner Innenleiter und Masse auf L2 und L3 ausgespart. Im TDR ist das Resultat einfach eine flache Linie. Man könnte allenfalls noch ein paar Vias mehr hinklatschen damit die 3 Masselagen schöner verbunden sind. Für FR4 recht ordentlich, bei 18 GHz Bandbreite. Und ob das jetzt ein SMA oder ein Ringmischer ist, das ist Jacke wie Hose. Gerhard.
hf werker schrieb: > Aber eine Regel habe ich mir zu Herzen genommen: ein Hersteller > baut seine Bauteile so dass sie für den vorgesehenen Zweck > und Frequenzbereich "passen". Das gilt für 99% aller Fälle. Da sind wir uns einig. Aber in diesem Fall hat Mini Circuits das Anwendungsbeispiel für 30mil RO4350 entworfen, während Holger eine Substratdicke von nur 10mil hat. Bei dem Mini Circuits Beispiel mit 30mil Substrat wären es > 200 Ohm Blindanteil, also kein Problem. Bei Holgers 10mil PCB sind die parasitäre Shuntkapazitäten um den Faktor 3 größer als im Hersteller-Anwendungsbeispiel => 70 bis 80 Ohm Blindanteil parallel zum Mischer, die man aber durch einfache GND-Freistellung loswerden kann. Warum sollte man die schlechtere Lösung wählen, wenn eine Korrektur so einfach möglich ist?
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