ВЧ-часть модуля SIM900 Опции

[koluna]

Здравствуйте!

Почитал форум, но вопросы остались...

ВЧ-разъем на плате - U.FL-R-SMT.
GSM антенна - TC103-3. 50 Ом. По этой причине (ну и длина трассы небольшая) согласование не делал.

На рисунке - топология платы.
Прошу проконтролировать.
Ширина ВЧ-трассы - 1.5 мм, длина трассы разъема ~3 мм (от КП модуля до КП разъема). Зазоры - 0.254 мм.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Harbinger]

Если толщина материала 1,5 мм, то отклонение волнового сопротивления от 50 Ом незначительное.
Не помешали бы via между земляными полигонами на top и bottom. На VBAT тоже неплохо бы ещё хотя бы один переход добавить.

[koluna]

Если толщина материала 1,5 мм, то отклонение волнового сопротивления от 50 Ом незначительное.

Вопрос в правильности расчета (ширина трассы, ширина зазора земля-трасса).

Не помешали бы via между земляными полигонами на top и bottom.

Если туда виа добавлять, то расчет, как я понимаю, нужно вести по другой методике...
Читал про это...
Реально ли имеет смысл?
Окружить виасами разъем целиком или только добавить несколько штук между КП модуля и КП разъема?

На VBAT тоже неплохо бы ещё хотя бы один переход добавить.

Вы про дорожку, которая под модулем?
Смысла нет - туда очень маленький ток идет. Большой ток идет на модуль от источника через полигон (на рисунке видны два керемических и один танталовый конденсатор вверху).

[koluna]

Поясните, пожалуйста, принцип расчета.
Нужно посчитать следующие параметры: ширина трассы, зазор трасса-земля.

Модуль имеет 4 диапазона: 850, 900, 1800, 1900 МГц.
Для какой частоты считать?
Ну и как-то диэлектрическую проницаемость и тангенс дельта надо под частоту выбрать еще...
Как пользоваться TXLINE 2003?
Что такое Physical Length (L)? Как я понимаю это длина проводника, но для чего она нужна? Ведь волновое сопротивление от длины не зависит...
Ввожу параметры, нажимаю стрелку слева-направо и получаются какие-то непонятные значения совсем
Может быть я не все параметры ввел?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[CADiLO]

Вопрос - на каком расстоянии будет разъем или точка подсоединения антенны от модуля?

Если это значение менее чем пара сантиметров, то на пуркуа-хуа оно вам надо заморачиваться с расчетами?
Запас по мощности и чуствительности у модуля достаточный, а рассогласования на такой длине вы не увидите.

Это стоит делать только если собираетесь тянуть дорожку к разъему который далеко стоит.
Ну или если есть море свободного времени для теоретических изысков.

И то, тогда проще кабель припаять у модуля, потерь однозначно меньше будет.
Вот как китайцы например.
http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-7/82141421552.jpg
http://www.sh-llxdz.com/cp/html/images/1298561084.jpg
http://w3.06210.cn/20110223144119/cp/html/.../1298445705.jpg

[koluna]

Вопрос - на каком расстоянии будет разъем или точка подсоединения антенны от модуля?

Если это значение менее чем пара сантиметров, то на пуркуа-хуа оно вам надо заморачиваться с расчетами?
Запас по мощности и чуствительности у модуля достаточный, а рассогласования на такой длине вы не увидите.

Это стоит делать только если собираетесь тянуть дорожку к разъему который далеко стоит.
Ну или если есть море свободного времени для теоретических изысков.

От вывода модуля до вывода разъема около 4 мм.
Ладно, сделаю тогда дорожку шириной с КП модуля. Зазор 0.254 мм нормальный?
Надо ли ВЧ-землю отделять?

И то, тогда проще кабель припаять у модуля, потерь однозначно меньше будет.
Вот как китайцы например.
http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-7/82141421552.jpg

Просто, но по-варварски

[CADiLO]

И самое главное что работает

«Не следует множить сущее без необходимости»
(С) Бритва Окама


>>>Надо ли ВЧ-землю отделять?

Тут уже от остальной разводки зависит. Я бы отделил, по крайней мере со стороны питания.
Вот еще попалось - http://farm4.static.flickr.com/3069/585189..._49b2497951.jpg

[koluna]

И самое главное что работает

Да уж, это действительно самое главное

>>>Надо ли ВЧ-землю отделять?

Тут уже от остальной разводки зависит. Я бы отделил, по крайней мере со стороны питания.

Эээ... не совсем понял, как со стороны питания?

[koluna]

Уважаемый CADiLO, прошу посоветовать как сделать лучше
Для случаев: разъем близко к модулю и разъем далеко от модуля.
Отделять землю и экранировать виасами советуете как в топике http://electronix.ru/forum/index.php?showt...=77830&st=0?

[Aner]

Уважаемый CADiLO, прошу посоветовать как сделать лучше
Для случаев: разъем близко к модулю и разъем далеко от модуля.
Отделять землю и экранировать виасами советуете как в топике http://electronix.ru/forum/index.php?showt...=77830&st=0?

Можно как там, за исключением того, что нужно правильно посчитать линию в 50 Ом. Не так как на том рисунке, там не 50 Ом!

[koluna]

Можно как там, за исключением того, что нужно правильно посчитать линию в 50 Ом. Не так как на том рисунке, там не 50 Ом!

Но это опять же актуально только для длинных линий (сравнимых с лямбда на 4 и более)? Или все-таки даже для линии в 3 мм длиной надо точно считать?

[CADiLO]

Для линии в 3 мм (и даже в 2 см) можно не считать.

[koluna]

Общие вопросы...
Насколько реально на обычном FR4 выдержать волновое сопротивление 50 Ом в заданном допуске для нормальной передачи радиосигнала?
Какой допуск на значение сопротивления считается нормальным?

[Aner]

Но это опять же актуально только для длинных линий (сравнимых с лямбда на 4 и более)? Или все-таки даже для линии в 3 мм длиной надо точно считать?

это неверно.

Для линии в 3 мм (и даже в 2 см) можно не считать.

Еcли писать так, то нужно пояснять. Что тогда вы допускаете соответствующие потери мощности из-за несогласования, некотоое ухудшение чувствительности приема, повышения внеполосного излучения, возможно сертификацию изделие не пройдет. И возможны сбои, зависание модуля, особенно в дальних зонах от соты, когда модем работает на максимальной мощности.

Общие вопросы...
Насколько реально на обычном FR4 выдержать волновое сопротивление 50 Ом в заданном допуске для нормальной передачи радиосигнала?
Какой допуск на значение сопротивления считается нормальным?

не проблема, если FR4 качественный и имеет сертификат.

[CADiLO]

Допускаю - но эти значения будут достаточно мизерными. Точно так же как любое дополнительное разъемное соединение внесет свои ухудшения. Так что правильно припаяный у модуля кабель будет лучше чем лишний разъем. Поэтому может по 5 приемке изделие и не пройдет, но в подавляющем большинстве затраты на расчеты и после выдерживание их в производстве не стоят того.
Ну а хорошая внешняя антенна на границе приема сделает больше чем просчитаная линия в 5 мм.

[koluna]

Еcли писать так, то нужно пояснять. Что тогда вы допускаете соответствующие потери мощности из-за несогласования, некотоое ухудшение чувствительности приема, повышения внеполосного излучения, возможно сертификацию изделие не пройдет. И возможны сбои, зависание модуля, особенно в дальних зонах от соты, когда модем работает на максимальной мощности.

По поводу мощности и чувствительности было сказано выше. Согласен. Вы подчеркнули
Вопрос в том на сколько сильно ухудшатся параметры...

не проблема, если FR4 качественный и имеет сертификат.

Да кто его знает...
Я спрашиваю про обычный, самый распространенный неспециализированный текстолит... вот доупустим, который используют в Резоните...

Кстати, по частотам кто-нибудь мне что-нибудь скажет?
4-х диапазонный модуль... GSM 850, EGSM 900, DCS 1800, PCS 1900.
Когда какие частоты используются? От чего это зависит? Только от ОПСОСа? А он по какому принципу выбирает?
850, как я понимаю, под цифровое ТВ забирать собираются (или это только в Украине)?

[Slonofil]

У Резонита есть HiTg FR4, если кому надо для ВЧ. Ну, и спец.материалы - были бы деньги. Если планируете заказ у них, то напишите в техподдержку - они с удовольствием Вам ответят.

[CADiLO]

Для exUSSR достаточно 900/1800

900/1800 МГц в Европе, Азии)
850/1900 МГц в США, Канаде, отдельных странах Латинской Америки и Африки

>>>850, как я понимаю, под цифровое ТВ забирать собираются (или это только в Украине)

800 - и это проблема CDMA операторов там работающих
забирают как в Украине, так и в России, и в России это даже раньше произойдет - поищите инфу в инете.

[koluna]

У Резонита есть HiTg FR4, если кому надо для ВЧ. Ну, и спец.материалы - были бы деньги. Если планируете заказ у них, то напишите в техподдержку - они с удовольствием Вам ответят.

Написал на p c b @ r e z o n i t . r u, ответа вторые сутки нет...
Я спрашиваю не про СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ материалы, а про обычный ширпотреб (ну, не самого низкого, конечно, качества).

Для exUSSR достаточно 900/1800

900/1800 МГц в Европе, Азии)
850/1900 МГц в США, Канаде, отдельных странах Латинской Америки и Африки

Так, т. е., диапазоны 850/1900 МГц для России просто не используются и все?
А как выбор между 900/1800 осуществляется?

Сообщение отредактировал koluna - Mar 1 2012, 13:25

[CADiLO]

Да - если например взять двухдиапазонный SIM900R то он будет нормально работать.

[Slonofil]

Написал на p c b @ r e z o n i t . r u, ответа вторые сутки нет...
Я спрашиваю не про СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ материалы, а про обычный ширпотреб (ну, не самого низкого, конечно, качества).

Я общался с техподдержкой по этому адресу: spb@rezonit.ru (проживаю в СПб, на него и пишу).

Вообще, сколько бы тут ни обсуждали эти вопросы, все делают на обыкновенном FR4. И у всех более-менее работает.

[ssokol]

Написал на p c b @ r e z o n i t . r u, ответа вторые сутки нет...

Им не писать , а лучше позвонить, отвечают грамотно и понятно

[koluna]

Им не писать , а лучше позвонить, отвечают грамотно и понятно

Для FR-4 используемого у нас на срочном производстве диэлектрическая проницаемость регламентируется только для частоты 1МГц и она равна 4,6.
(см. http://fr4.ru/upload/fr4/base/KB-6160.pdf)

И как мы по нему 1800 МГц гоняем?

[Aner]

Обычно FR-4 работает стабильно до 800...1000Мгц, диэлектрическая проницаемость колеблется от 4,6 до 4,8. На частотах выше, увеличивается разброс.
Можно и 3000Мгц гонять, только от платы к плате получаются разные проницаемости и разные затухания, трудности с согласованием.
По этой причине многие делают короткие линии до разъема, или запайку кабеля. Но запайка кабеля не технологична.

[ssokol]

И как мы по нему 1800 МГц гоняем?

а так и гоняем, пищит но лезет , причем вроде бы никто с этим не заморачивался, решение в лоб - SMD разъем радом с модулем и далее переходник требуемой длины куда надо, и особо без разницы какой текстолит, хоть на гетинаксе , ну хотя, если вы на космос работаете...

[Harbinger]

Полосок в MWO в принципе вполне сносно рассчитывается.
Было, правда, отклонение больше положенного (на 1800 МГц не хватило полдецибела, чтобы вписаться в сертификационные требования) - решилось подбором длины кабеля от модуля до разъёма. Шаманство, но что поделаешь.
Там самое узкое место - собственно, площадка RF футпринта модуля, на полуторамиллиметровом FR-4 явная неоднородность, но на частотах где-то до 3 ГГц можно забить, ввиду малой длины площадки. Перехода на обратную сторону желательно, однако, избежать. В зависимости от его диаметра КСВ может за двойку перевалить, что в общем-то не страшно (большинство популярных антенн куда похуже, и работают же), но не есть красиво. В одном варианте пришлось сделать 2 перехода внутренним диаметром 0,7, КСВ получился близко к 1,5.
А, да, чуть не забыл. Если не избежать поворотов в полоске, то лучше их делать дугами, чем изломами.

[koluna]

Обычно FR-4 работает стабильно до 800...1000Мгц, диэлектрическая проницаемость колеблется от 4,6 до 4,8. На частотах выше, увеличивается разброс.
Можно и 3000Мгц гонять, только от платы к плате получаются разные проницаемости и разные затухания, трудности с согласованием.
По этой причине многие делают короткие линии до разъема, или запайку кабеля. Но запайка кабеля не технологична.

Вот, интересно, для расчета 900...1800 МГц какую проницаемость брать?
Запайка кабеля не технологична, согласен...

а так и гоняем, пищит но лезет , причем вроде бы никто с этим не заморачивался, решение в лоб - SMD разъем радом с модулем и далее переходник требуемой длины куда надо, и особо без разницы какой текстолит, хоть на гетинаксе , ну хотя, если вы на космос работаете...

Поставил разъем близко к модулю. И переходник будет стоять с платы на корпус...
Но до разъема около 4 мм, как писал выше.
Как спаяю - проверю.
Кстати, как оценить качество передачи сигнала (согласования)? Специализированных приборов для этого нет.

А, да, чуть не забыл. Если не избежать поворотов в полоске, то лучше их делать дугами, чем изломами.

Чтобы избежать неоднородностей и уменьшить паразитное излучение?

[koluna]

Кстати, как вот это http://www.mt-system.ru/sites/default/file..._open%20end.jpg
наиболее оптимально запаять на плату?
Фактически, какой футпринт нарисовать?
Как я понимаю (на фото в первых постах) эти переходники запаиваются горизонтально, а не вертикально относительно платы?
Есть ли смысл как-то "доработать" переходник, чтобы получить минимальный футпринт на плате и улучшить характеристики (подрезать изоляцию, разделить оплетку кабеля пополам и т. п.)?
Такое ощущение, что кабель при распайке будет занимать приличное количество места на плате...