qq强制聊天网站源码,网页版视频怎么下载,网页版传奇3,专业门户网站开发公司文章目录 一#xff1a;常见天线1.1 PCB天线①蓝牙模块的蛇形走线-天线②倒F天线-IFA#xff1a;③蛇形倒F天线-MIFA④立体的倒F天线-PIFA 1.2 实例示意图1.21 对数周期天线(LPDA):1.22 2.4GHZ的八木天线#xff1a;1.23 陶瓷天线#xff1a;1.24 外接天线#xff1a; 二常见天线1.1 PCB天线①蓝牙模块的蛇形走线-天线②倒F天线-IFA③蛇形倒F天线-MIFA④立体的倒F天线-PIFA 1.2 实例示意图1.21 对数周期天线(LPDA):1.22 2.4GHZ的八木天线1.23 陶瓷天线1.24 外接天线 二ESP32的射频设计2.1 ESP32-C3射频电路2.2 ESP32-C3射频调试电路2.3 上机匹配调试阻抗匹配步骤 三ESP32射频的PCB Layout设计3.1 确定PCB板层数量与层压结构3.2 计算阻抗线参数3.3 匹配电路芯片布局 四天线的 layout 注意事项(以倒 F 天线为例)4.1 PCB layout 画天线全文重点4.2 芯片部分4.3 倒F天线参数公式 道友患焦虑症的人担心的事85%不会发生。即使担心的事发生了79%的结果也比预期的要好结果比预期更差的情况只占总体的3%。简言之97%的担忧都是杞人忧天。 一常见天线
1.1 PCB天线
天线形式有 单极 、IFA 、loop这三大类 根据材料则有 金属框、 MDA、 LDS 、FPC 、PDS等等 总之天线设计这件事儿一定要听劝——专业的事交给专业的人。 蓝牙无线数据的收发主要借助于2.4G的无线信号作为载波来进行数据的交换所以 蓝牙天线起到至关重要的作用,如果不考虑成本及体积可以选用效率高的天线如外置的鞭状天线、橡胶套天线大尺寸、高性能、高成本、PIFA 天线等或者选用体积更小的陶瓷天线成本高、空间小、效率低。 ①蓝牙模块的蛇形走线-天线 因成本和产品空间的限制目前我们用的较为广泛的是直接将天线做到 PCB 板上称 为 PCB 微带天线而 PCB 天线是低成本、小尺寸只要设计得当又能获得足够性能的天线。 应用较多的 PCB 天线类型有四分之一波长的蛇型天线和 IFA 天线俗称倒 F 天线 ②倒F天线-IFA
用于无线通信的天线它是由一个单极天线组成平行于地面一端接地 ③蛇形倒F天线-MIFA 蛇形天线是半波振子天线变形为了省空间因其少了一个天线臂¼λ输入阻抗 为 36.6所以其效率只有半波振子天线的一半并且只有一个线极化方向抗干扰能力 差所以很少用在室内或环境复杂的公共场所现在的 2.4天线BlueTooth、ZigBee、 WiFi包括手机等手持无线设备一般都用天线平面倒 F 天线或俗 称倒天线天线因天线具有两个极化方向水平跟垂直极化和等向辐射特性各 个方向上辐射密度相等所以天线可以有效地增强接收效果。三个参数的主要影响 L 增加时谐振频率降底输入阻抗减小天线呈感性。 H 增加时谐振频率降底输入阻抗增加天线呈感性。 S 增加时谐振频率升高输入阻抗减小天线呈容性。主要影响带宽 因此只要适当选取这三个参数就能使倒 F 天线谐振在任意的频率上且可以使得 天线的输入阻抗非常接近 50 欧姆的纯电阻。这样就可以达到不需要匹配元件就能实 现跟微波传输线的阻抗匹配。 ④立体的倒F天线-PIFA 总结其中蛇形倒F天线因其体积小也没什么成本被广泛用于各种人机接口设备HID中其迹线一般会放置在PCB顶层并且需要根据PCB的不同厚度调整天线长度去匹配阻抗和频率其中切割天线会使其频率升高所以当设计不确定时更建议将走线画长一点毕竟切割比加长容易得多这类F型天线效率和性能相对较低且容易被主板干扰除了这类F型天线PCB天线还有对数周期天线、八木天线、车轮天线、MMIC天线、贴片列阵天线等
1.2 实例示意图
1.21 对数周期天线(LPDA): 像芭蕉扇是一种宽频带多元定向天线常用于点对点通讯可以接收发送中、短波信号不仅可以作为有线电视天线也可以接收电台信号还可以用于发送数字基站的科技讯号属于全向型天线主要这东西还防水。 1.22 2.4GHZ的八木天线 优点好似增益高、方向性好其是定向天线由于它们将所有输入都集中在一个方向上因此相对于对数周期天线它们具有更高的增益适合接收低强度信号虽然带款或频率范围受到一定限制当然无论哪种PCB走线都非常占用面积而有一种板载天线就很小第三种 1.23 陶瓷天线 也叫芯片天线体积小由于陶瓷的介电常数较高长的像电容陶瓷天线可以通过电容器和电感器进行谐调因此特别适合于蓝牙装置GPS定位设备等小型化天线中使用但小型陶瓷贴片成本较高且通常具有特别窄的带宽且贴片式的陶瓷天线更换非常便捷不需要重新设计PCB板拥有更大的调整通用性。 1.24 外接天线 比如WIFI路由器上使用的这类棒状天线或者IPEX接口天线外接天线的信号方向指向性好效率高抗干扰能力强能远离主板上的干扰而且不用过多的进行调试匹配但是成本高占用体积大 二ESP32的射频设计
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2.1 ESP32-C3射频电路
ESP32-C3 系列芯片的射频电路主要由三部分组成PCB 板射频走线、芯片匹配电路、天线及其匹配电路。各部分电路应满足以下设计规范 ① PCB 板射频走线需进行 50 Ω 阻抗控制。 ②芯片匹配电路请尽量靠近芯片放置优先采用 CLC 结构。 CLC 结构主要用于阻抗匹配及谐波抑制空间允许的情况下可以再加一组 LC。芯片匹配电路如图 ESP32-C3 系列芯片射频匹配电路图 所示。 ③ 天线及其匹配电路为保证辐射性能建议天线的输入阻抗为 50 Ω 左右。为保险起见推荐在靠近天线位置增加一组 π 型匹配电路用于调节天线的输入阻抗。如果经过仿真可以确保天线阻抗点为 50 Ω 左右并且空间较小则可以不加天线端的匹配电路,50 Ω这个数值是经过数学和实践得出来使天线具有最高效率的一个阻抗匹配的值。
ESP32-C3 系列芯片射频匹配电路图
2.2 ESP32-C3射频调试电路
射频匹配网络的参数值和PCB板有关不要直接使用模组的匹配值须按照下述射频调试进行确认 图 ESP32-C3 射频调试示意图 展示了射频调试的大概过程。
ESP32-C3 射频调试示意图 将芯片匹配电路靠近芯片的端口定义为端口 1将其靠近天线的端口定义为端口 2。 则 S11 用来描述从端口 1 反射回来的信号功率与输入信号功率之比如果匹配阻抗与芯片阻抗共轭则传输性能最佳。S21 用来描述从端口 1 到端口 2 的信号功率传输损耗。如果 S11 接近芯片共轭阻抗点 (35j0)且 S21 在 4.8 GHz 和 7.2 GHz 频率下小于 -35 dB则匹配电路可满足传输要求。 将芯片匹配电路的两端分别接到综测仪上测试其信号反射参数 S11 及传输参数 S21。调试该匹配电路中元件的数值直至 S11 和 S21 满足上述要求。如果芯片的 PCB 板严格设计遵循章节 PCB 版图布局 里的规范用户可以参考表 匹配电路元器件推荐数值范围 来调试该匹配电路。 备注如果不需要使用射频功能射频引脚可以悬空。
2.3 上机匹配调试 调试分为两个项目阻抗匹配调试和射频性能调试。 测试使用的仪器为矢量网络分析仪和IQ综测仪。若条件有限可只做阻抗匹配调试。 对于DIY用户来说可使用NanoVNA这类低成本1k RMB的非专业矢量网络分析仪。虽然性能上与专业仪器有差别但可以用作简单的调试参考具备一定的指导意义。也可以找第三方厂商进行收费调试。一般一个频点下一个阻抗值单次收费一般是200~400RMB。不同仪器具体操作方式不同但我们需要查看的参数和调试流程大致是一致的此处仅做简单介绍。 阻抗匹配步骤 1.矢量网络分析仪打开Smith阻抗圆图、S11阻抗和S21Loss测量参数校准端口补偿线缆等准备步骤。 2.找到阻抗匹配的开路接入端点焊接射频同轴线缆。注意线缆接地需要靠近进接入点并且焊接接地充分必要时可刮开接地覆铜的阻焊层做接地点。 3.焊接再匹配网络串联器件的位置上焊接0Ω/8.2pf。测试本征阻抗。 4.多次调整匹配网络LC串联并联形式最终使Smith阻抗圆图上阻抗点回归目标阻抗。 5、查看Smith阻抗点、S11与S21参数是否符合测试要求。可参考3、匹配电路要点-ESP32官方匹配示例。匹配调试大体步骤既是如此难点便是在于步骤4中更换匹配器件的参数控制阻抗走向。此步骤较为繁琐需要多次尝试需要一定经验。虽然串并联LC以控制阻抗走向已有明确的理论指导与辅助工具。但受限于实际器件与环境的寄生参数等影响。理论和实践存在明显差别还是需要多次的实际调试较为消磨耐心。 三ESP32射频的PCB Layout设计
大致流程 1.确定PCB板层数量与层压结构等信息 2.计算阻抗线参数 3.确定天线、匹配电路与芯片的布局 4.射频线布线优化走线优化匹配器件焊盘铺地过孔布置 其中1、2步骤属于前期设计用于设计传输线阻抗。需要结合生产板厂工艺信息辅以SI9000等计算工具计算目标阻抗下传输线线宽等相关信息。3、4步骤则是PCBLayout的实操环节。嘉立创提供相关信息、计算工具与EDA工具本次实例以嘉立创作为操作实例。 3.1 确定PCB板层数量与层压结构 注意本次示例的PCB板材选择使用FR-4硬板。其余如多层FPC软板刚绕结合板Rogers铁氟龙等板材信息与计算方式需要与厂商沟通获取。并使用第三方计算器计算相关阻抗本文完成时嘉立创暂未支持相关计算。射频板板层数量一般选取4层以上2层板主要因板厚过厚导致阻抗线线宽过宽难以布线。本次板层数量选用4层。层压结构上嘉立创提供共计566种叠层。其中4层板有136种。 推荐文章《硬件-PCB-叠层设计四层板六层板》 推荐嘉立创阻抗计算 其中我们可以发现结构型号主要与PP层型号关联。PP层使用的是波纤布材料、7628、3313、1080等编号是玻纤布的规格信息。 本次板厚选用1.6层压结构选用7628内外层铜厚选用外层1oz,内层0.5oz的常用厚度。是较为常用的工艺参数 设计4层板在PCB叠层分布如下 1-Top signal-RF传输线布置层阻抗模式使用共面单端到铜距离选用10mil 2-Gnd-阻抗参考 3-Power 4-Bottom Signal 3.2 计算阻抗线参数
使用嘉立创下单助手-阻抗计算神器计算相关参数 将步骤1中确定的设计信息填入计算器点击计算下方弹出各叠层的计算结果。我们选用的是7628结构根据7628的计算结果得出阻抗线的线宽。注意射频线传输线阻抗模型为共面单端。 计算结果如下传输线为13.48mil,可取整为13或者14mil。设置到覆铜距离为20mil.
3.3 匹配电路芯片布局
确定天线、匹配电路、芯片的布局 和 射频线布线、优化走线、优化匹配器件焊盘、铺地过孔布置、 天线要放置可参考上文结构要点部分并结合厂商示例手册。 射频版图设计应遵循以下规范 1.射频走线上需预留一个π型匹配电路且π型匹配电路需尽可能地靠近芯片端并呈Z字型摆放。2.射频走线须做50欧姆阻抗控制参考平面为第二层。射频走线在做50欧姆阻抗匹配时可参考下图所示的PCB叠层结构设计。 π型CLC匹配网络中靠近芯片侧对地电容的GND焊盘与地之间建议增加短截线可有效抑制二次谐波。短截线的长度建议为15mil,线宽根据PCB叠层结构进行确定确保短截线的特征阻抗为100Ω±10%。此外短截线地孔与第三层相连第一、二层做keep-out隔离处理。下图中的高亮走线即为短截线。当π型匹配网络元器件封装为0201以上时则无需做短截线处理。 注意射频走线线宽请注意保持一致不可有分支走线。射频走线长度须尽量短并注意周围密集地孔屏蔽。射频走线在表层走线不可有过孔即不能跨层走线且尽量使用135°角走线或是圆弧走线。射频走线须保证相邻完整地平面射频走线下方尽可能不要有任何走线。射频走线附近不能有高频信号线。射频上的天线必须远离所有传输高频信号的器件比如晶振、DDR SDRAM、高频时钟等。另外USB端口、USB转串口信号的芯片、UART信号线包括走线、过孔、测试点、插针引脚等等必须尽可能地远离天线。且UART信号线做包地处理周围加地孔屏蔽射频的layout对其性能影响较大在严格的要求下可能需要进行多次修改优化。若有条件可通过HFSS等仿真软件对不同layout下的天线射频效果进行仿真以达到较佳的射频性能。
四天线的 layout 注意事项(以倒 F 天线为例)
4.1 PCB layout 画天线全文重点 由于 PCB 微带天线性能受板材板厚、介质等与周围环境外壳、人体、天线离 PCB 地 平面距离等诸多因素的影响所以天线需选择经过验证的 PCB 天线推荐使用我们经过 验证过的天线否则会严重影响天线的辐射效率。 1、天线谐振臂 L 到参考地的距离不能随意更改会影响天线的特性输入阻抗、谐振 频率等。 2、天线到地的谐振臂过孔位置尽量在刚进入参考地的地方加一个大的过孔。 3、匹配网络尽量靠近天线的输入口。 4、微带线与屏蔽地的距离最少 20mil 的间距以减少寄生电容的影响。 5、为减少做板工艺的难度微带线尽量短蓝牙 IC 尽量靠近天线位置摆放。 6、微带线应按照 50 欧阻抗要求来走线若有 90 度转弯一定要用弧形布线方式。 7、保证天线参考地的完整性。 8、匹配网络元件的接地焊盘附近应加一过孔。 9、天线 top 部分及对应 bottom 层都需要净空不能铺铜 10、天线周围最好不要有金属结构或元器件、铺地平面、电池、喇叭等吸收或反射电磁 波的物质存在最多在其中一面距离一定间隔至少 5mm可以放一些元器件。 1.板厚不同适用的天线不同2.PIFA天线到地的距离不要变很重要通常在PCB设计时要锁定参考设计复制/拷贝比较好。3.ANT馈线需要符合50Ω阻抗背面需铺铜板厚粗细与GND间距都要严格按照参考设计。一般在PCB制板时要把ANT馈线标记出来告知制板厂商要做50Ω阻抗匹配。4.天线两边以及底层背部需要尽空5.天线需要开窗 4.2 芯片部分 1、芯片中心焊盘需多打过孔与底层地相连芯片以及芯片周围元件的 bottom 层尽量保 证地的完整性音频功放、flash 等干扰性强的 IC 不应靠近蓝牙芯片放置以减少相互间干 扰。 2、芯片天线输出两边的地管脚应该用地过孔靠近其摆放否则会影响芯片内部 LNA 的增益。 4.3 倒F天线参数公式
三个参数的主要影响 L 增加时谐振频率降底输入阻抗减小天线呈感性。 H 增加时谐振频率降底输入阻抗增加天线呈感性。 S 增加时谐振频率升高输入阻抗减小天线呈容性。主要影响带宽 因此只要适当选取这三个参数就能使倒 F 天线谐振在任意的频率上且可以使得 天线的输入阻抗非常接近 50 欧姆的纯电阻。这样就可以达到不需要匹配元件就能实 现跟微波传输线的阻抗匹配。
总之天线设计这件事儿一定要听劝——专业的事交给专业的人。 以上完
道友患焦虑症的人担心的事85%不会发生。即使担心的事发生了79%的结果也比预期的要好结果比预期更差的情况只占总体的3%。简言之97%的担忧都是杞人忧天。
