題:
為什麼射頻組件和電纜仍然這麼大?
Tosh
2016-04-11 13:46:48 UTC
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在過去的幾十年中,隨著IC的出現,電路的尺寸隨著時間的推移呈指數級下降。但是,似乎射頻組件和連接以及同軸SMA電纜,連接器和組件(如下圖所示)仍然很大而龐大:

enter image description here

為什麼不縮水?如您在此放大器側面看到的,為什麼同軸電纜不能減小尺寸?

您最近看過藍牙USB適配器嗎?高頻無線電設備可以做得很小,僅僅是使人類可以接近的連接器變得很小,就會導致更多的問題而不是解決的。SMA的下一步是UFL,您可以獲得細小的同軸電纜。
我同意我們需要處理的事情要相當大……但是對於工業應用和人們不經常連接/斷開零件的儀器,較小的尺寸更有意義。例如,這家公司http://www.miteq.com/page.php?ID=86&Z=Active+Components出售的昂貴零件並不面向普通消費者。這些零件看起來很漂亮。那麼,為什麼工業仍然使用這些龐大而笨重的零件呢?沒有人像藍牙那樣每天都在連接/斷開它們。
追溯兼容性,未來兼容性,耐用性/耐用性的過度設計等。
實際上,只有二進制晶體管的尺寸顯著減小。其他所有東西都以不那麼令人印象深刻的方式收縮,包括受散熱限制的模擬功率晶體管。
我們把它們縮小了。這就是WiFi。電纜才消失了。
注意:https://en.wikipedia.org/wiki/SMA_connector
有趣的是,您應該顯示該圖片-它是最新的Mini-circuits機箱樣式,並且非常緊湊。它所替換的零件通常在每個尺寸上至少是其兩倍大小。這些小巧的封裝是製造的勝利,以緊湊的方式將兩個SMA發射器和幾個電源引腳裝配在一起。
有點像說,為什麼汽車沒有縮小一百萬倍呢?還是鍵盤和屏幕?處理*物理*系統,而不僅僅是信息密度。
@pjc50低於SMA的是MCX,然後是UMC的MMCX ;-)雖然可以獲得細小的RF電纜,但它們的損耗往往高得多,因此只能用於產品中的短長度電纜。一旦您需要一個合理的高頻長度,就需要一條漂亮的粗電纜以降低信號損耗。
七 答案:
Andy aka
2016-04-11 13:54:59 UTC
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為什麼不能像在該放大器側面看到的那樣減小同軸電纜的尺寸?

這全都取決於電纜的特性阻抗:-

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如果插入數字,以使中心導體厚度(d)不太小,則尺寸D不能小於低。例如,如果d = 1mm,則對於2.2的相對磁導率,D必須約為3.4 mm,以獲得50歐姆的特性阻抗。然後是屏幕和塑料外殼的厚度。

這些數字按比例縮小,但假設中心導體為0.1mm,這將是多麼可靠,以及多少電流可以

對於75歐姆的系統和1mm的中心導體,尺寸D必須為6.5mm(相對磁導率為2.2)。

特性阻抗非常重要,以防萬一。不知道這一點。

感謝安迪(Andy)的快速回答-上式中的E是什麼?
內部和外部分開的塑料的滲透性。
謝謝。現在我在想:為了減小D,特性阻抗將下降。我知道通用標準是50歐姆...但是為什麼呢?為什麼我們不能使用0.1歐姆作為標準,所以我們可以使D變小?
答案是這樣的:http://www.microwaves101.com/encyclopedias/why-fifty-ohms但是我懷疑您還沒有理解為什麼我們需要受控的阻抗-隨著頻率的增加,波長變小並且(例如)為300MHz,波長僅為1米。根據一般經驗,這意味著要終止長度超過波長的十分之一的電纜,以防止反射和駐波。用0.1歐姆端接是不切實際的,尤其是在低功率系統上。
這是一個非常大且有點數學的主題,因此請準備好抓撓頭部和拉扯頭髮。
同樣,電纜和連接器越小,它們在物理上就越脆弱。我當前的項目有一些看起來像7 / 0.1“的電纜,但實際上是微型同軸電纜。即使捆綁成多路電纜,它們也沒有像“常規”同軸電纜那麼堅固。此外,我們公司只有一個人。他有足夠的技能來焊接它們,這對他來說是一項緩慢的工作。
除了當前的容量外,還必須考慮機械應力。如果您使導線更細,甚至保持阻抗不變,它開始變得越來越難以彎曲。同樣,即使走線不折斷,由彎曲引起的寬度差異也會產生較大的差異。
最小外徑為0.15mm的uCoax電纜是可行的(內部導體類似56AWG)。但是,隨著帶寬的減小,帶寬會越來越低,這是因為損耗增加並且阻抗開始從其特性值開始發生巨大變化。使用較大的同軸電纜,您可以輕鬆達到GHz範圍,但是您很幸運能夠獲得幾百MHz的微型信號而沒有明顯的損耗。
MaximGi
2016-04-11 13:59:39 UTC
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因為目標不同,所以您基本上是將割草機與攻擊直升機進行比較。

由於製造工藝和技術的改進,IC和組件的尺寸總體上減小了

但是,您顯示的SMA電纜或偏置T形不是為此目的而設計的。它們主要用作實驗室設備。它們遵循嚴格的標準,能夠具有50Ω/Ω(或任何其他阻抗,但最常見的50Ω)的特徵阻抗和每米校準的損耗。但是,它們也必須是可維修的,模塊化的,並且是最重要的:在持續時間和物理特性方面都是可靠的(通常可以保證大多數實驗室設備的校準,並且例如,如果您發現剛接收到的-5 dB / m電纜實際上是-6 dB / m,這是立即退款的理由。上面引用的屬性成本(可靠性等)

類似於我在上面的評論中詢問的內容-為什麼我們選擇50歐姆作為匹配的標準阻抗,而不是選擇更小的值?似乎通過選擇較小的阻抗,我們可以根據引用的Andy公式減小直徑。
這是30到77歐姆之間的權衡:http://www.microwaves101.com/encyclopedias/why-fifty-ohms
試想一下,儘管這些實驗室設備仍然很大,但即使是普通的智能手機,也可以在單個芯片中具有多個無線電。因此,RF電路已經縮小,但是,特別是在實驗室環境中使用“模塊化”設備進行傳輸時,仍然必須遵守一些規則。
@RonanPaixão根據評論編輯,謝謝
PlasmaHH
2016-04-11 14:29:08 UTC
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除了其他答案中提到的阻抗,因為它們不需要,或者換句話說,市場需求不多。

我主要指的是像您展示圖片的商品的。它們大部分(如果不是某些情況下)是在實驗室或原型環境中發現的,它們對質量和可維護性的重視程度超過大小。而且,如果您打開那裡顯示的bias-tee,您會發現,花費100美元,它的成本已經很小了,並且有一個可以工作的範圍(高達12GHz)。

正如安迪所說,阻抗在很大程度上取決於導體之間的物理關係,不僅在同軸電纜中,而且在PCB上以及在一定程度上與元件之間都有關。

在實驗室中有更多的擺動空間等級組件比使它們盡可能地小更重要。同樣,對於某些價格利潤,您可能希望能夠更換保險絲/ TVS /無論保險絲有什麼損壞,而不是如果處理不當就購買新的保險絲。

因此,對於這種保險絲對於設備而言,UFL同軸電纜是胡說八道,因為它無法為您帶來任何好處。

但是,如果您在現代消費類硬件中環顧四周,則會看到許多細小的UFL同軸電纜(近來,每台支持wifi的筆記本電腦或路由器)使用它們),但是您不必在寬頻帶中有用,只有在非常窄的頻帶中匹配特性時,這才重要。

Peter Green
2016-04-11 18:27:21 UTC
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內徑與外徑之比由所需的特性阻抗和所用材料設置。對於低損耗,低反射的行為,您想嚴格控制該比率。

您可以使同軸電纜更小,但很難嚴格控制尺寸比率,由於電阻更高,每米電纜的損耗也越來越高

說到魯棒性,如果您想要一根粗的,低損耗的電纜,那麼您想要一個大的連接器。末端帶有小連接器的粗電纜是破壞物品的良方。

在實驗室或工業環境中,堅固的電纜通常很小。與其說是連接和斷開電纜,不如說是在進行該區域其他工作時無意中施加了力。

您可以通過在系統上放更多的東西來減小系統的整體尺寸一個板或在同一盒中的多個板上,但是這樣做會增加靈活性。

Spehro Pefhany
2016-04-11 21:40:24 UTC
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您可以輕鬆使用 0.81mm直徑的同軸電纜,但是它的損耗非常大(3dB / m)。與 RF-9913相比,它的速度低於0.2dB / m,但直徑更接近10mm。

在諸如筆記本電腦或無線路由器之類的緊湊型設備中,幾厘米的有損電纜不是問題,但是對於較大的設置而言,性能影響太大。

我們還將BNC連接器和香蕉插頭/插孔用於測試設備(可能是二戰時期或更早的設計),甚至用於低頻。有時是用於高壓,但通常只是因為這是標準,它在很寬的頻率和電壓範圍內都能很好地工作,而且沒有人願意混用適配器來組裝測試架。

Richard
2016-04-12 08:23:37 UTC
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強度也很重要。RF硬件使用標準連接器,這些連接器可以放置在從桌子下面的安靜環境到室外安裝的任何地方,在室外安裝中,暴露於風,雨,雪,雨夾雪和其他任何天氣情況下朝他們扔。脆弱的連接器(例如,您以前看到的將天線連接到PCMCIA無線卡的連接)在這種情況下不會持續一天。

wilson lo
2016-04-11 19:39:22 UTC
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暗示但未說明的是當前信息。0.1歐姆上的1.2V信號在0.1mm電線上需要12安培。低壓對噪聲非常敏感。您可以設計具有已知組件的PC板,並在已知組件之間設置10mm的焊盤。您必須考慮系統和SNR。當導線的電阻超過導線的特徵阻抗時會發生什麼?功率是電壓的平方除以電阻。電流耦合信號對路徑長度和反射非常敏感。您想更改基礎架構。(考慮到USB引起的所有變化。它們確實縮小了連接器的尺寸,但是仍然必須用人的手指來操作。嘗試在機箱後面的9X12迷宮中更改中間的IPC連接器。您必須從邊緣開始,盡力而為。

您實際上在這裡寫什麼?1.2V信號和0.1歐姆從何而來?為什麼要使用12毫米長的電纜?您是在回答錯誤的問題嗎?
這個答案很相關。為了通過匹配較低的阻抗來使電纜更細,您會增大電流,並且電纜電阻隨之增加,從而在任何合理的電纜長度下都不會造成損耗。上面的30-77歐姆tadeoff鏈接有不錯的東西。-https://www.microwaves101.com/encyclopedias/why-fifty-ohms


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