Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Разводка печатной платы многоканального УКВ приёмника (300 МГц)
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Печатные платы (PCB) > Работаем с трассировкой
AntiDriver
Доброе время суток.
Занимаюсь разработкой трёхканального радиоприёмника (диапазон частот 280 - 300 МГц). Его задачей является измерение разности фаз на трёх разнесённых антеннах (устройство пеленгации).
В качестве приёмника была выбрана отечественная микросхема 1321ХД1У, аналог AD9874. В микросхеме содержится умножитель (радиочастотного сигнала и гетеродина), фильтр ПЧ, 24 разрядный АЦП и блок децимирующих фильтров. Цифровой выход передаётся на ПЛИС, где производится обработка результатов.
В микросхеме имеется внутренняя ФАПЧ гетеродина с дробным коэффициентом деления, однако было решено использовать внешний генератор частот AD9912 с целочисленным коэффициентом деления для уменьшения фазовых шумов (критично в данной ситуации).

Возник вопрос о том как правильно подвести сигнал гетеродина от AD9912 к трём микросхемам 1321ХД1У.

Вход гетеродина 1321 имеет входное сопротивление 65...95 кОм, амплитуда дифференциального напряжения сигнала гетеродина 0,2...1,65 В.
Выход 9912 имеет выходное сопротивление 50 Ом, амплитуда выходного напряжения 0,5 В (в чём не совсем уверен, в документации приведён параметр Voltage Compliance Range = 0,5 V, однако указано, что такое значение было измерено при условии работы на трансформатор с заземлённым отводом из середины).

Ниже показаны схемы включения микросхем приёмника и синтезатора частоты



Главным критерием является обеспечение одинаковой фазы сигнала гетеродина (критично вплоть до десятых долей градуса - одного градуса). В связи с чем необходимо проложить дорожки одинаковой длины.

Но только не совсем ясно с согласованием.
Длина волны на частоте 300 МГц с учётом того, что волна распространяется в диэлектрике FR4, равна 47 см. Насколько мне известно, линия считается длинной, если её длина больше восьмой части длины волны, то есть около 6 см.

В данной топологии как раз длина линии будет соизмерима с 6 см. В связи с чем необходимо проводить линии с контролируемым волновым сопротивлением. Но каким?

Идеальный вариант как мне кажется - от начала микросхемы отвести три линии с сопротивлением 150 Ом (300 Ом дифференциальное), согласовать у входа микросхем 1321 соответствующими резисторами. Однако такая линия оказалась невозможна в исполнении (планируется использовать многослойную плату с толщиной между слоями порядка 0,2 мм).

В связи с этим возникла идея отказаться от линий с контролируемым сопротивлением и применить обычные полосковые, друг под другом, во внутренних слоях.

Вот состояние разводки платы на данный момент:



Верхняя микросхема как раз и есть синтезатор частот, планирую расположить его на нижнем слое платы. Вход гетеродина на верхнем левом углу микросхем.

Что можете подсказать, какое решение здесь лучше всего применить?
Aner
(...Длина волны на частоте 300 МГц с учётом того, что волна распространяется в диэлектрике FR4, равна 47 см...)
Это откуда? И какой эпсилон у вашего FR-4? И на каком слое эта линия?
Я бы делал все 50 (100 диф) омами и согласование на входе.
AntiDriver
Длина волны - скорость света в вакууме, делённая на произведение частоты и корня диэлектрической проницаемости, для FR4 это порядка 4,5 ... 5. 50-Омные линии делать не хочется так как выход синтезатора 50 Ом и получается он будет нагружен на 50/3 = 17 Ом.
Aner
Проверьте ваши прикидки хотябы с какой либо прогой типа Si9000, будет точнее. Потом есть чипы для раздачи фазы и буфера. У вас, в вашей задачи нет обязательного требования нулевой фазы всем, допустимы кратные сдвиги фаз. 50 Ом по многим причинам желательны, во всяком случае для проверки, отладки приборами. Также можно сделать ещё подключение 50 омным кабелем, это позволит делать подгонку проще, если потребуется. В плане шумов AD9874 лучше.
vicnic
ИМХО, если брать реальные материалы и частоты, то я бы задавал диапазон Dk=4.0-4.2
Aner
QUOTE (vicnic @ Aug 18 2014, 12:16) *
ИМХО, если брать реальные материалы и частоты, то я бы задавал диапазон Dk=4.0-4.2

Да такое есть, причём разные производители FR-4 имеют разные материалы с эпсилон. Другой не оч приятный момент это то, что разброс этого эпсилон по плате разный и не всегда предсказуем.
vicnic
Если хотим Dk c минимумом отклонений, то надо брать либо Rogers, либо Nelco. Допуск на отклонение Dk +/-0.05
Major
На выходе синтезатора поставить дифф. П-аттенюатор на 100 Ом.
Дальше две линии по 50 каждая. От линий короткие отводы к микросхемам.
На стороне микросхем, за емкостями два резистора ом по 300-500.
На конце двух линий согласование на 50 ом. Если линия связанная, то согласование на 100.
Такую конфигурацию легко промоделировать. Надо только знать емкости по входу (ну или Z(f)).


V_G
У меня в многоканальном приемнике от гетеродина с дифференциальным выходом сигнал идет на разветвитель ADA4302-4 и далее по согласованным дифпарам - собственно на приемники. Но требований по фазовой согласованности нет, надо посмотреть характеристики ИС.
AntiDriver
В качестве решения данного вопроса было решено использовать разветвитель NB6L14S. Построен на операционных усилителях. Требует напряжения питания 2.5 Вольт. Были проведены реальные испытания (не мной), после которых было установлено что этот разветвитель не вносит больших искажений и фазовых шумов.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.