タグ付けされた質問 「high-frequency」

このタグは、高周波(無線)回路に関連する質問をマークします。

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高周波ACで基本的な回路法則が破綻するのはなぜですか?
これまでのすべてのコースでDCと低周波ACを扱ったRFシーン全体を開始しました。 高周波ACでは、基本的な回路法則が適用されなくなり、従来の受動部品モデルを変更する必要があることを理解しています。これを正当化する理由は、高周波AC伝送では、波長がはるかに短くなり、PCBなどの配線よりも小さくなることがあるということでした。 私はこれが電磁波で自由空間を伝送するときの問題であることを理解していますが、これは実際の物理的なワイヤとPCBがAC電源によって駆動される問題です。私はそれが直接的な接続であることを意味します、私たちは自由空間を伝播するのに電磁波を使用していないので、波長やものは問題ではないでしょうか?

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電子が動くことができるのは、閉じた経路だけだと疑問に思うでしょうか?
まず第一に、電気回路がどのように機能するのか、その背後にある物理学について何も誰にも話せないという自信はないということを述べさせてください。 しかし、回路内を電流が流れるために閉じた経路が必要であり、導電性の閉じたループがない場合は何も起こらないという事実につながることを何度も読んでいます。 そして、私はそれを決定的な真実だと考えましたが、私は何かについて疑問に思います(そして、私はここで理性の道からひどく遠いかもしれません)。 非常に高い周波数の信号(電流)が流れるトレースを含む回路基板を設計する場合、信号の反射などを考慮する必要があります。反射が純粋に物理的な用語で構成されているかはわかりません(ただし、反射信号は、元々トレースを介して送信された一定量の電流であると想像してください)が、明らかに高周波信号をトレース(またはワイヤ)に送信すると、特定の条件下で信号が下に移動する可能性がありますtrace(wire)は、何かに跳ね返り、それが最初に戻ったところまで戻ります。何かから再び跳ね返る可能性があるため、トレースの長さを何度も往復しながら跳ね返り、死ぬまでどんどん小さくなります。 これは私の頭の上のものに過ぎず、そもそも公正な理解を得たことがないものです。しかし、この非常に高い周波数の状況にシナリオを制限する場合、信号または電流を元の場所に反射できる場合、なぜ閉ループがあるかどうかに関係する必要があります。 壊れたループは、そのような電流が跳ね返るパスを提示できませんでしたか? 私はこれらの複雑な問題に対する洞察のレベルが比較的非常に低いことを知っていますが、なぜそれが不可能なのか今はわかりません。誰かが私を啓発できたらとてもうれしいです。 私はそれをサポートするものが何もない単一の仮説を持っていますが、おそらく非常に高周波のシナリオはトレース銅の利用方法を変えて、何らかの点でそれ自体が閉ループになるようにしていますか?

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誰もがこの高頻度の「エイリアンブードゥーブラックマジック」を説明できますか?
何気なくマイクがスペクトルアナライザーを分解するのを見ていました(13:30が関連部分、16:50が素晴らしい部分です)。 素人として、私は彼の説明に同意してうなずくことができます。この狂気とは何かを説明するのに十分な経験のある外国人ブードゥー学者がいますか?

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アンテナの入力インピーダンスとしてしばしば50Ωが選択されるのに対し、自由空間インピーダンスは377Ωなのはなぜですか?
反射することなく回路の異なる部分に効率的に電力を供給するためには、すべての回路要素のインピーダンスを一致させる必要があります。自由空間はさらなる要素とみなすことができます。これは、送信アンテナが最終的にすべての電力を伝送ラインから放射する必要があるためです。 ここで、伝送ラインとアンテナのインピーダンスが50Ωで整合しているが、自由空間のインピーダンスが377Ωである場合、インピーダンスの不整合が発生し、アンテナからの放射は最適ではありませんか? 編集: オンラインでの回答、文献、議論から収集した限り、アンテナは給電線と自由空間の間のインピーダンス変換器として機能します。引数は次のとおりです。給電線からの電力は反射されず、アンテナに送らなければなりません。アンテナは共振していると見なすことができるため、すべての電力を自由空間に放射します(熱損失などを無視して)。これは、アンテナと自由空間の間に反射電力がないため、アンテナと自由空間の間の遷移が一致することを意味します。 受信アンテナ(逆原理)の逆方向にも同じことが当てはまります。自由空間(Z0Z0Z_0)の波がアンテナに衝突し、受信電力が伝送ラインに供給されます(インピーダンス変換を介して)。少なくとも1つの論文(Devi et al。、Design of a wideband 377ΩE-shaped patch antenna for RF energy harvesting、Microwave and Optical Letters(2012)Vol。54、No. 3、10.1002 / mop.26607) 50Ωに一致する別個の回路を備えた377Ωアンテナを使用して、高電力レベルで「広いインピーダンス帯域幅を実現」することに言及しました。通常、アンテナがすでにインピーダンス変換器である場合、そのために必要な整合回路は何ですか?または、どのような状況で、アンテナはインピーダンストランスでもありませんか? 私が見つけたいくつかの役立つ情報源と議論: クラウス・カーク、Antenne und Strahlungsfelder(ドイツ語) インピーダンス整合(http://www.phys.ufl.edu/~majewski/nqr/reference2015/nqr_detection_educational/Impedance_matching_networks.pdf) 逆Fアンテナのインピーダンス変換に言及するフォーラムディスカッション(http://www.antenna-theory.com/phpbb2/viewtopic.php?t=776&sid=dede0d4127170d16cc3a583ab0929f3e) アンテナに関する一般的な注意事項8http://fab.cba.mit.edu/classes/862.16/notes/antennas.pdf)

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PCB設計はどの周波数でトリッキーになりますか?
最高周波数コンポーネントがマイクロコントローラの水晶発振器自体である多くのミックスドシグナルPCBを設計しました。標準のベストプラクティスを理解しています:短いトレース、グランドプレーン、デカップリングキャップ、ガードリング、シールドトレースなど また、2.4GHzおよび〜6.5GHzの超広帯域で、いくつかのRF回路をまとめました。特性インピーダンス、グランドステッチング、平衡型RF給電線と不平衡型RF給電線、およびインピーダンスマッチングについて理解しています。これらの設計を分析および微調整するために、私は常にRFエンジニアと契約していました。 私が理解していないのは、ある領域が次の領域に移行し始めることです。私の現在のプロジェクトでは、4つのデバイス間で20MHzのSPIバスを共有しているため、この質問に答えることができました。しかし、私は本当に一般的なガイドラインを探しています。 トレース長と周波数に関するガイドラインはありますか?〜3インチのトレースは20MHz(15メートル)では問題ないと思いますが、一般的なケースは何ですか? 周波数が高くなるにつれて、長いトレースの放射を防ぐ方法は?ストリップラインと同軸ケーブルを使用する方法はありますか? とにかく、典型的なマイクロコントローラー出力段のRF特性インピーダンスとは何ですか? 等 不足しているものは何でもお気軽に教えてください:)




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これは、アクティブ差動「スコーププローブの良いデザイン&レイアウトですか?
この質問はの拡張である自作の差動「スコープのプローブ。私はこの新しい質問かかわらすべきであると思いました。 整合性を確認するには、100Mb / s LVDS信号を測定する必要があります。600MHzの帯域幅を持つスコープを手に入れようとしますが、差動プローブが必要であり、実際のプローブを購入する余裕はありません。そこで、THS3201DBVT 1.8GHz電流フィードバックオペアンプを使用したソリューションを設計しました。 これは、電流帰還アンプを使用した最初の設計であり、最初の高帯域幅設計です。フィードバックにはとても感謝しています(しゃれ、ごめん)。 追加:OpAmpの入力ピンの下にあるグランドプレーンを削除することを提案してくれたThe Photonに感謝します。上のレイヤーのすぐ下のレイヤーには、新しいカットアウトが表示されています。同じことが他のレイヤーにも行われています。

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回路基板のトレースをレイアウトするとき、どのインピーダンスを考慮する必要がありますか?
マイクロコントローラーなどの低速回路設計(通常は20 MHz未満)を行っていますが、現在はより高速な回路をいくつか始めています。私が知りたいのは: 高速回路のトレースにはどのような考慮事項が必要ですか? 2つの高速デバイス間の各ラインのインピーダンスを一致させる必要がありますか? すべてのトレースは同じ長さである必要がありますか? これらのルールの参考資料はありますか? これは、オープンソースの回路設計ツール(gEDAおよび会社)を使用して実行できますか?

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クレイジーな自作500 MHz 1 Gs / sオシロスコープは可能ですか?
私はUSBスコーププローブを読んでいました-コメントやアイデアをリクエストして、考えさせられました。私が本当に望んでいるのは、非常に高性能なオシロスコープで、1万ドルほどかかるでしょう。確かに他の多くの人もそれを望んでいます。そして、確かに、このサイトで利用可能な専門知識を使用して、設計とオープンソース化が可能になるはずです。 私のアイデアは次のとおりです。 USBリード線が出ている手持ち型のスコーププローブです。 USB電源から分離するためにバッテリーで動作します。 入力段はTHS3201DBVTのような高速オペアンプです。 ADCはASD5010のようなもので、1 Gs / sおよび650 MHzの入力帯域幅です。 FPGAは、出力される32ビットデータを処理し、トリガーを実行し、USBにパッケージ化します。 PCで実行するオープンソースソフトウェア。 これはばか用事ですか?私は何が欠けていますか? 回答に対する追加の詳細を追加: この「スコープは、高価な高価なスコープと競合することはできません。主な目的は、高速信号を検査できるようにする一方で、誰かが自分で作るのに200ドル未満の費用をかけることです。 USB帯域幅:これはアナログスコープではなく、派手なLeCroyでもありません。ただし、USBは60 Hzで2kサンプルを転送できます。これらのフレーム間で一時的なイベントをキャプチャできない場合でも、これは非常に便利です。 明確なレスポンシブディスプレイ。まあ、PCのモニターは確かに明確です。市場のほとんどすべてのスコープよりも優れています。したがって、明瞭さとサイズは問題ありません。レスポンシブ?画面を60 Hzで更新できる限り、それはかなり反応が良いと思います。 トリガー:デバイスで単純なレベルのトリガーが発生することを想像していました。繰り返しますが、それは派手なスコープと競合することはできませんが、覚えておいてください:これは200ドルのデバイスになるはずです。 1 GHzの帯域幅を持つことは想定されていません。どこで言った?しかし、確かに100 MHz以上の帯域幅を持つことができますか? 持ち帰りポイント: 200ドルのデバイスです。 このデバイスの主な目的は、10000ドルを費やすことなく高速信号を見ることができるようにすることです。 できないことはたくさんあります。 きっとこのようなものは、ここの人々にとってはかなり役に立つでしょう。 確かに、このサイトで利用可能な専門知識があれば、それを実現できますか?

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最大2〜3 GHzで動作するXORゲートが必要
周波数が2〜3 GHzの方形波入力が与えられたときに確実に機能するXORゲートが必要になるという異常な状況に遭遇しました。デスクトップCPUには、これらの速度で機能するロジックゲートがあることは知っていますが、これを実現するICはわかりません。トランジスタからゲートを構築しようとする必要がありますか? また、これらの速度で、グランドプレーン、留め継ぎベンド、およびマイクロストリップの使用について心配する必要がありますか?

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高周波コイルの用途に非導電性の芯線がないのはなぜですか
バックグラウンド 一般的に知られている表皮効果の公式が導き出され、固体導体にのみ適用されます。一般的に使用される「肌の深さ」は、これらの場合にのみ適用されます。このため、いくつかの用途では、十分な周波数で同じ直径のワイヤよりもはるかに重量効率が高いため、チューブが使用されます。 1MHzでは、銅線の表皮深さは65µmです。これは、直径1mmの線の体積のわずか40%が電流の95%を流れ、その35%以上が外側20%に流れることを意味します。 皮膚の深さの式から、導電率の低い材料(アルミニウムなど)の皮膚の深さは、導電率の高い材料(銅など)よりもかなり大きいことがわかっています。式が予測するように、表皮の深さは導電率の平方根に反比例します。これを論理的な結果に当てはめると、導電性チューブ(絶縁コアを持つ)の場合、スキンの深さは同等のソリッドコンダクタの場合よりも大きくなるはずです。 別の直感として、薄壁の絶縁コア導体は、固体導体のほぼ2倍の表面積を持ちます。したがって、十分に高い周波数で抵抗のほぼ半分に漸近的に近づく必要があります。 実際、1922年のHBドワイトの論文(ペイウォールの可能性)からわかるように、壁の厚さが直径の20%であるチューブの周波数に対する抵抗の増加は、ソリッドの場合よりも2倍以上小さいワイヤー。 上記の曲線から、t = 200µmおよびd = 1mmのチューブは、実際の表皮の深さの増加により、d = 1mmの単線よりもインピーダンスの50%未満しか増加しないことがわかります(曲線はF/ RdcF/Rdc F / R_{dc} に対して正規化されているため、解釈は少し複雑です)。 個別に絶縁された撚り線でも、同様の効果が(それほど劇的ではありませんが)観察されます。 応用 中周波アプリケーションでは、スイッチング電源の例としては、それは使用するのが一般的であるリッツ線による表皮効果による損失を減少させるが(〜1MHzの)ための少なく効果的な高い周波数でなる多重鎖絶縁電線近接効果と個々のストランドの容量結合。 非伝導性コアの周囲に複数の個別のストランドが埋め込まれている場合、おそらくより多くのゲインが得られます(特に近接効果に関して)。 質問 私は理論の何かを見逃しましたか? そうでない場合、なぜ絶縁されたコアワイヤ(コアの周りのチューブまたはストランド)が高周波インダクタアプリケーションに商業的に活用されていないのですか? 補遺 ジョン・バークヘッドの回答が指摘しているように、フラットワイヤには基本的に同じ利点があり、欠点(フィルファクタなど)はありません。しかし、これは私に尋ねることにつながります: これらのアプリケーションに絶縁コアフラットワイヤが使用されないのはなぜですか?十分に高い周波数で抵抗がほぼ半分のフラットワイヤと同じ利点があるはずです。可能性のある利益は重要ではありませんか?

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HF PCBのむき出しの銅ペリミターの目的
この例のように、露出した銅の厚い丸い領域がPCB全体に広がっている多くのRF PCBを見てきました。 私の直感的な考えは、これは何らかの種類の接地またはシールド缶用であると考えていますが、それを持たないPCBでこれを見てきました。 この特徴的な丸みを帯びたストリップの設計上の理由は何ですか?

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HF PCBを設計する際に何を考慮すべきですか?
現在、入力としてGPS 1PPS信号(1秒あたり1つの短いパルス)を備えたEagle Cadの小さなPCBを設計しています。1pssのパルス時間は1usのようなものです。 わかりました、それはスーパーHFではなく、まだです。 HF用のPCBを設計する際の良い設計方法は何ですか? ルートの曲がった角は垂直よりも優れていますか? 厚いルートは薄いルートや反対のルートよりも優れていますか? グランドプレーン=良い? 等..

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