Impedans matchning på kretskortsdesign?

[Melkutt]

Hejsan hela EF, vet att det finns många duktiga här inne, och en del experter inom just detta området.

Håller på att experimentera med ett framtida radiobygge, men jag har stött på lite funderingar när jag har börjat CAD'dat ihop en mera skarp design.
Än så länge så har jag lekt med egenritade "byggblock" med LO, filter osv fastlödt på ett stort blankt kopparlamenat för att inte missköta detta med ett klokt jorplan

Framför allt handlar det om upplägget och designen på kretskortet, vet sedan tidigare att allt inom RF skall impedans matchas till 50 ohm utan alldeles för många kompromisser, än så länge så är jag med.
Men när man börjar djupdyka i det hela så hittar man att man skall tänka på bredden av ledaren, material/substratet, bredd till närliggande ledare osv för att räkna ut impedansen på ledaren på kretskortet, ja nu börjar det snurra ordentligt i mitt huvud i alla fall!
Allt vad man har fått lära sig så är HF när på DC när man pratar om RF, när börjar man ta hänsyn till impedansen på/i ledare?

Har hittat en PDF fil där följande finns att läsa: "In Traces Shorter than 1/20th λ Long, ZoMatching is Usually Not Important"
och här pratar vi om högst 39Mhz till första blandaren.
Men, sen så har man fått lära sig att allt man hittar på nätet inte behöver vara sant, då det finns många som är självutnämda experter.

Sedan när det kommer till blandare, min grundtanke var att LO skall ligga över RF in.
Som exempel, om man skall plocka ut nått från 80 metern (3,5MHz) så blir RF in 3,5Mhz, LO 12,5Mz, då får man ut bla 9Mhz (och en massa andra spegelfrekenser) som sedan får in i första filtret på just 9MHz.
Tanken är att kör på mixer's från Mini Circuits, typ ADE-1+
Rätt tänkt?

Har "många" tankar och funderingar kvar, men dessa är dem jag funderar mest på för tillfället.

[hcb]

@E_Kafeman , @YD1150 m.fl. kan mycket mer om detta än jag, men vi 39 MHz hade jag inte oroat mig för impedansanpassningen. Med tumregeln du nämnde skall du upp i närmare 40 cm ledningslängd på kortet, och då tror jag du har andra betydligt större problem med layouten.

Mixern du nämnder funkar säkerligen bra, men håll LO-nivåer och impedanser på in- och utportarna rätt.

[vaxfan]

Med tanke på att man förr byggde rörstationer där de passiva komponenterna löddes på rörhällarna och fristående lödöron och det fungerade bra på hela kortvågsdelen så borde inte impedansanpassningen vara direkt kritisk.
Inte heller på gamla 27Mhz apparater hade man det i åtanke. Där kunde ledningsbanorna slingra sig lite hur som helst.
Att bygga så kallad "Manhattan style", med komponenter på lödöar över ett jordplan, är fortfarande ganska vanligt inom HF bland radioamatörer.
Att äldre byggen av ovan nämnda typer inte har samma prestanda och att de kan tänkas läcka RF utanför lådan är ganska förståeligt.

Det man bör tänka på är lämplig avskärmning av de olika blocken, men att även bygga in allt en metallåda för att undvika RF-störningar, både inkommande och utgående sådana.

[Melkutt]

hcb:
Jag tror mig hålla koll på på signal nivåerna, LOn skall ligga på drygt 6dBm om jag minns rätt

vaxfan:
Jo visst har det byggts med tåtar som har hängts dinglande i luften, uttrycke det hela lite dumt inser jag nu.
Om jag vänder på det, finns det någon vinning i det hela om jag försöker matcha impedansen i ledarna?
Vilket fall som helst så tänkte jag bygga in det i en 19” rack för att ha plats att labba, så någon form av skärmning blir de allt.

Vilket fall som helst så bekräftar ni det jag tänkt mig, jag skall nog sluta och funder och börja bygga stället

[hcb]

Det är klart att så bra impedansmatchning som möjligt är bättre än dålig, men jag kna inte tänka mig att det blir någon mätbar skillnad i ditt fall, eller rättare sagt att det finns åtskilligt viktigare saker att lägga energin på.

> jag skall nog sluta och funder och börja bygga stället
Det är vi fler som borde göra

Jag gillar radiobyggen, så lägg gärna upp bilder m.m. när du har lust.

[TomasL]

Dessutom, de enda som klarara av att göra matchningen är din kretskortsleverantör.
Ditt EDA-verktyg räknar alltid fullständigt hopplöst fel.

Så, skall du ha ett kort med impedansmatchade/kontrollerade ledare, så måste du prata med tillverkaren.

[psynoise]

Altium vet jag har haft en bug som gjorde att impedans blev helt galet. Detta var nog 7 år sedan och om det har blivit åtgärdat vet jag ej.

Men hur fungerar det att göra microstrip eller stripline via de formler som finns från visa mönsterkorttillverkare, finns det något som även sätter stop för att det skulle bli bra?

https://www.multek.se/sv/main-svenska/t ... impedance/
https://www.multek.se/sv/main-svenska/t ... impedance/

[TomasL]

Problemet är ju att impedansen är rätt komplex, den beror på kortmaterial, vilket varierar från batch till batch, lack, vilket varierar från batch till batch och dessutom mellan olika tillverkare osv.
Så skall du ha impedansmatchade ledare så måste du diskutera detta med leverantören

[Fortran]

Av ren nyfikenhet, hur funkar detta i praktiken?
Petar man in så mycket parametrar man har tillgång till i ritprogrammet, och får en beräknad impedans. (Som tydligen alltid är fel?)
Sedan skickar man gerber till tillverkaren och frågar "Vad blir min impedans på den där ledaren?"
Varpå tillverkaren säger "16.2 ohm för lite", varpå man uppgivet säger "Jahopp" och försöker rita om så ritprogrammet säger 16.2 ohm för lite?

Hur vet tillverkaren vad impedansen blir?
Är deras beräkningar bättre, eller tillverkar dom ett kort och mäter?

[TomasL]

Nä, man talar om för tillverkaren vad man vill ha, sedan anpassar de processen efter detta.

[Fortran]

Hur gör dom det?
Blandar i nått i lacken eller laminatet för att öka eller minska?

Jag tror jag just förstod varför jag sett små banor på vissa kort märkta typ "Impedance control strip" och vad dom är till för.

[Melkutt]

hcb:
Kan ordna en tråd när jag har samlat tankarna lite
Detta drog jag igång med typ 2015-2016, men på grund av en allvarlig sjukdom så har mitt minne och drivkraft blivit sämre och sämre med tiden.
Kommer ihåg att jag snöade in på just impedansen i slutet men kom aldrig vidare.
Sen så lades detta på is för jag inte orkade med mina hobby projekt, men efter min sjukdom uppdagades om jag blev opererad så kom drivkraften tillbaka och minnet fungerar bättre nu!
Har dock bitvis svårt att komma ihåg saker som skedde före sommaren i år.
Så jag håller på med lite arkeologi och försöker komma på hur jag tänkte tidigare, både i design, komponentval och programkod

TomasL:
Aha, min tanke var som psynoise var inne på, ”bara” rappa in via någon online kalkylator för att kunna få ut den teoretiska impedansen i andra ändan.
Nu så kan du garanterat mer än vad jag kan inom detta område, men jag trodde/antog att när man pysslar med parallella höghastighets bussar tex (på fler hundra MHz) så var man tvungen att ha hjälp av leverantören för att räkna ut just impedansen.
Som sagt, skall koncentrera mig på upplägg och komponentval i första han efter en knuff i rätt riktning tack vare SEF, men jag är intresserad ändå om ämnet impedansen matchning om det finns mer av tillägga.
Alltid skoj att få lära sig lite nytt som den svarta magin

[Klas-Kenny]

Ang. Att speca impedansanpassade ledare så brukar jag göra på ett av två sätt, beroende på hur komplexa krav man har;

Är det hyfsat enkelt, inga udda krav på särskild stackup och inte allt för många olika impedanser, så brukar jag använda någon online-kalkylator för att ge något sånär rimliga dimensioner att rita in på kortet.
Sen ritar jag kortet med dessa, och så specar jag ungefär "Alla ledare på dessa lager med bredden xx mm ska ha impedans yy ohm +-zz %". Lämpligt är då att ha de impedansanpassade ledarna med en "egen, udda" bredd, typ 0.1050 mm så att de är lättfunna av mönsterkortstillverkaren.

Är det mer komplicerat så kontaktar jag mönsterkortstillverkaren och frågar ungefär "jag har dessa krav: ............. Kan ni beräkna lämpliga ledarbredder för mig att använda?". Tillbaka får jag en lista med lämpliga dimensioner, sen vid beställning specar jag dessa på samma sätt som ovan.

Därifrån löser tillverkaren resten. De kan göra smärre justering av ledarbredden, och/eller så väljer de olika material och tjocklek på prepreg så att det blir rätt.
Sen tror jag att de på varje panel gör en liten "teststrip" så att de kan mäta upp att impedansen faktiskt blev som förväntat.