Добрый день. Предлагаю обсудить достоинства и недостатки копланарной и микрополосковой линий передач и цепей согласования, построенных на них. Натолкнуло на такую мысль то, что пракически во всех экземплах программ по моделированию рассматриваются полосковые лини, в то время как в практике сталкивался с копланарными (в усилителях мощности едениц Ггц)

Например, одно из достоинств копланарных волноводов - удобство монтажа, т. к. оба проводника находятся на одной поверхности подложки.

А влияет как-то на свойства копланарной линии наличие или отсутствие земляного слоя (на другой стороне платы)?

Вообще, конечно, влияет, но в книге (Ганстон М.А.Р. - Справочник по волновым сопротивлениям фидерных линий СВЧ) описана только линия без земляного слоя. Вообще полезная книга и некоторые достоинства с недостатками линий там также даны. Другие источники не смотрел, не до этого пока. Время будет посмотрю.

Мое мнение:
1. модели полосковых линий на сегодняшний момент созданы более точно, и разнообразной конфигурации в отличии от компланарных (это мое мнение). Потому что их можно сделать любой формы при помощи регулировочных элементов из индия.
2. При разовых (экспериментальных) проектах требуется регулировка и подгонка формы проводников, и место для творчества. Что полосковая линия даст сделать.
3. Экранирование. Очень часто необходимо выполнить узел с минимальным количеством паразитых излучений или максимально изолировать её от других цепей схемы. И иногда полосковую линию окружают земляным проводником, напоминающим компланарную линию.
4. В компланарную линию очень просто установить регулировочный конденсатор или резистор.


Кстати я начинаю задумываться "человечество увлеклось созданием моделей: модель движений человека, электромагнитная модель головы для создания антенны у телефона, модель компланарной линии, модель космического мира, модель поведения толпы в станции метро, и т.д." А ведь при создании модели мы делаем некоторые упущения или допуски. Не приведет ли это однажды к застою развития науки из-за очень большого количества таких упущений. А еще модели становятся все сложнее и человек уже не может знать всех тонкостей при расстановке коэфициентов этой модели и он может ошибаться, там где ему кажется все отлажено годами.
Как определить золотую середину между моделью и экспериментом?

Микрополосковая линия передачи на мой взгляд проще, потому что с ней работаю. :-) А на ГГц вообще то большинство отечественных усилков то как раз таки на МЛП. Еще на мой взгляд, применение той или иной ПЛ зависит от того какой технологией обладает предприятие (поликор к примеру физически не прошить земляными отвестиями малого диаметра), ну и конечно от поставленных задач.

Преимущество компланарной линии в близости "земляного" проводника к сигнальному. Это позволяет эффективно заземлять шлейфы, пассивные, активные элементы. В мощных СВЧ усилителях особенно критичной является индуктивность по цепи заземления, а применение компланарной линии позволяет ее значительно снизить. Наличие земляного слоя на другой стороне платы в компланарной линии конечно влияет. Это влияние легко учесть например в калькуляторе TXLINE.

[quote name='Alex_IC' date='Aug 16 2009, 19:45' post='635878']
<Преимущество компланарной линии в близости "земляного" проводника к сигнальному.
Никакого, в добавок это приводит к небольшому увеличениию потерь по СВЧ тракту, а когда мощность большая, то каждый дБ на счету.
Делаем и на поликоре и на прошитом Rogerse, разницы до сих пор существенной не почувствовал.

<В мощных СВЧ усилителях особенно критичной является индуктивность по цепи заземления
Это, что за цепь ? Критичными моментами являются обеспечения хорошей земли для активного элемента (то есть установка АЭ в корпус), расстояние между МПЛ и началом вывода АЭ в корпусе в виду технологического разброса геометрических размеров как самого АЭ, так и изготовленого корпуса.

У копланаров есть еще несколько преимуществ (по сравнению с микрополосками):
-меньшая э/м связь между соседними линиями;
-меньшая зависимость параметров линии от частоты(дисперсия), поэтому им чаще отдают предпочтение на высоких частотах;
-удобство при проектировании (где захотел там и заземлил);
-у копланарной земли меньшие паразиты.

К сожалению, большинство разработчиков CAD программ не шибко жалуют копланары, и это их самый главный недостаток.

Некоторые соображения о преимуществах и недостатках компланарной и микрополосковой линии здесь. Конечно нельзя сказать однозначно, что микрополосковая линия хуже чем компланарная или лучше. Каждый раз это определяется конкретным применением (тип материала, способ подключения и т.д.). Советую рассмотреть какой нибудь детальный пример и обсудить его, тогда все будет по честному.

Давайте рассмотрим ещё экономические и практические преимущества и недостатки применения тех и других линий в синтезаторах частоты:
1. Для FR4 копланарную линию проще реализовать на толстой ДПП (1-1,6мм) или толстой МПП (от 1,6мм), в то время как полосковая линия - это либо тонкая ДПП до 0,5мм, либо МПП не более 1,5мм.
2. В копланарную линию легче врубить магистральный усилок, например ERA, если не хватило уровня. Микрополосок в этом плане отдыхает.
3. В копланарной линии легче смонтировать дополнительные цепи фильтрации. Микрополосок .
4. Копланар более пригоден для SMA-SMC, монтируемых на плату, а не на корпус.
5. Копланар требует более высокий класс точности изготовления ПП, чем микрополосок.
6. Копланарная линия больше чем полосковая подходит для подвода СВЧ в МПП к микросхемам ФАПЧ, имеющих pad 0,2-0,25 мм.
Подытожу, пока 5:1 в пользу копланара (или компланара, не знаю как правильно? ). Но всё это ИМХО, хотелось бы услышать мнение более опытных спецов.

To YIG
И этот список можно пополнять до бесконечности, в зависимости от того сколько различных ситуаций приходилось встречать разработчику. В то время как рассмотрение преимуществ и недостатков в конкретном случае позволит определиться в выборе, а не толочь воду в ступе.

Но для перехода к какому-то конкретному случаю нужно знать какие-то общие методы и принципы конструирования СВЧ-устройств, в т.ч. на этапе макетирования будущего шедевра. Ведь такое радио на макетке не слепишь, да и навесные ляпухи не прокатят, а постоянно перерисовывать платы тоже не лучшее решение. Вот такой конкретный случай я и зацепил, сам с этого начинал и другим советую. Между прочим, большая часть Evaluation Boards AD до 6 ГГц делается копланарами, выше - микрополосками. Чем не конкретный пример?

Если следовать вашей логике, то надо рассмотреть абстрактные преимущества и недостатки линий и раз и навсегда выбрать один из типов линий и применять только ее???!!!

Разработка СВЧ устройств не ограничивается только лишь печатными платами на FR4 или роджерсе! На полупроводниковой подложке одни преимущества и недостатки, на LTCC другие и т.д. И общих рекомендаций не сделать.

"Между прочим, большая часть Evaluation Boards AD до 6 ГГц делается копланарами, выше - микрополосками. Чем не конкретный пример?"

И чем это не доказательство, того что надо рассматривать конкретный случай? Нельзя сказать, например, что для СВЧ усилителей надо применять только компланарную линию или только микрополосковую - зависит от частотного диапазона.

Получается, что вам попадались по большей части устройства в которых выгодно применять компланарную линию и вы теперь агитируете за нее. Найдется разработчик которому попадались по большей части устройства с более выгодным применением микрополосковой линии он начнет агитировать за микрополосок! И что же, чем больше тех или других окажется, тем и определятся преимущества и недостатки? Объективнее судить надо.

Например, есть согласованный широкополосный усилитель, который имеет коэффициент усиления более 12 дБ в полосе от 100 МГц до 3 ГГц при установке в корпусе на стандартном FR4. Для измерения параметров самого кристалла был установлен на поликоровую плату с непосредственной разваркой выводов на дорожки. Ввиду отсутствия возможности формировать сквозные переходные отверстия от компланарной экранированной линии отказались в пользу микрополосковой. В такой реализации усилитель оказался неустойчив. Фото платы привожу в аттаче. Были попытки улучшить соединение с землей, путем добавления медных перемычек между верхним и нижним слоем земли, но результат остался тем же. Может здесь стоило применить компланарную линию без экрана снизу...? Критика и замечания приветствуются

Неужели из моего последнего сообщения это читается? Тогда - pardon. Буду оттачивать искусство изложения своих мыслей!!! Я лишь хотел показать Vendу одну из ситуаций, где копланар рулит! Один из многих-многих случаев, в других случаях - другой победитель!!! Ведь есть же ещё и щелевые и мн. др. волноводов.
На частотах от 10 ГГц и выше копланарные линии совсем не приветствуются, т.к. малейшие загрязнения поверхности или утечки в изоляции платы могут привести к полной неработспособности СВЧ-устройства.



Собственно говоря, усилители - один из наших коньков. О каком кристалле ведётся речь и какую топологию рекомендуют производители?

Сообщение отредактировал YIG - Aug 22 2009, 09:08