Hallo,
ich habe zwei benachbarte, parallel zueinander verlaufende Leiterbahnen
zwischen denen ich eine zusätzliche Kapazität einfügen möchte. Anstelle
von SMD-Kondensatoren habe ich mir gedacht, daß ich an den Stellen, wo
die Kapazität hin soll, auch einfach den Abstand zwischen den
Leiterbahnen verkleinern kann. Damit müßte die Kapazität steigen.
Weiß jemand wie ich so etwas berechne ?
Also vorher:
ooooooooooooooooooooooooooooooooo Leiterbahn 1
ooooooooooooooooooooooooooooooooo Leiterbahn 2
nachher, mit Kapazität:
ooooooooooooooooooooooooooooooooo
oooooo
oooooo
ooooooooooooooooooooooooooooooooo
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0205141.htm Du hast im Grunde genommen einen Plattenkondensator. Praktisch spielen aber noch weitere Effekte (Leitung, Platinenmaterial, ...) eine Rolle. Da kann ein HF-versierter Mensch sicher kompetenter zu antworten als ich.
Mmmh, einen Plattenkondensator hätte ich, wenn in einem Multilayer-Layout einzelne Leiterbahnen übereinander liegen würden. Aber wenn sie jetzt nebeneinander liegen ?!?!
Von welcher Größenordnung hättest Du denn die Kapazität gerne? Mit der von Dir vorgeschlagenen Methode wirst Du auf jeden Fall nur sehr kleine Werte erreichen. Gruß, Michael
Hallo Michael, Werte im Bereich 1 - 10 pF sind vollkommend ausreichend.
Also "Finger-auf-Leiterbahn-drücken" sind etwa 1 pF (natürlich ohne ohmschen Kontakt herzustellen...), in der gleichen Größenordnung liegt auch die Koppelkapazität zwischen benachbarten Leiterbahnen. Um einen Richtkoppler zu bauen müssen die Bahnen schon eine viertel Wellenlänge nebeneinander herlaufen, dann ist ein "Übersprechen" von weniger als 10 dB erreichbar. Als Koppel-C in der Mikrowellentechnik werden oft kammartig ineinandergreifende Stukturen statt eines diskreten Kondensators benutzt.
Einen Richtkoppler oder Interdigitalkondensator in Mikrostreifenleitungstechnik aufzubauen wäre kein Problem, dummerweise muß ich solche komischen Kondensatorgebilde bauen. In diesem Fall dient die zusätzliche Kapazität zum Ausgleich von vorhandenen kapazitiven Unsymmetrien, die ein Nebensprechen hervorrufen. Das Nebensprechen soll also vermindert werden.
Also gehen wir von einer "Kondensator"-Koppellänge klein gegen die Wellenlänge aus. Sonst wäre es ja ein Richtkoppler, der auch gleichzeitig eine induktiven Kopplung hat. Das Feld des "Plattenkondensators" verläuft hauptsächlich im Epoxid der Platine (normales FR4-Material?), geringer in der Luft darüber, jedenfalls ein gemischtes Dielektrikum mit einen effektiven Epsilon-r.
die Kammstruktur zwischen den Leiterbahnen hätte den Vorteil einer größeren Koppelfläche auf kleinem Raum, ohne dass die Lücke fertigungstechnische Probleme macht, wie schmal darf sie denn sein, geht das in Serie?
Hallo Christoph, die Frequenz ist mit 100 MHz vergleichsweise niedrig, so daß die geometrische Länge auf alle Fälle sehr viel niedriger als die effektive Wellenlänge ausfällt und es wird FF4 verwendet werden. Die kleinste Lücke dürfte 200 um betragen (auf 100 würde ich ungern runtergehen). Na ja, werde das ganze dann wohl doch in einen Feldsimulator schmeißen, hätte es halt nur lieber analytisch beschrieben.
Kann man denn nicht einfach als Fläche des Kondensators 35µm * Länge rechnen? Und dann halt noch einen Faktor, um den sich die Feldlinien aufbiegen, da der Abstand nicht "sehr klein" zu Dicke ist.
Hallo nochmal, Ich hab mal im guten alten "I.Wolff Einführung in die Microstrip-Technik" 2.Aufl.1978 nachgeschaut, da gibts ein Kapitel "gekoppelte Microstrip". Dort sind mehrere Seiten zu dem Thema "Kapazitätsbelag berechnen", aufgeteilt in einen geraden und ungeraden Wellentyp, und eine Kurve für die beiden getrennten Anteile der Koppelkapazität in Abhängigkeit von den Abmessungen / Dielektrikum. Ich müßte schon mehrere Teile daraus einscannen, mit einem Diagramm ist es nicht getan. 73 Christoph
Angehängte Dateien:
-
IWolff3.gif
100 KB
und schließlich die gesuchten Kurven, ich hoffe Du kannst etwas damit anfangen 73 Christoph
Hallo, vielen Dank für Eure Vorschläge. @Alexander: Ja, das werde ich einmal versuchen, einfach die sich gegenüberstehenden Kanten als 'Platten' des Kondensators anzusehen und das ganze später mit den Ergebnissen einer Simulation vergleichen. @Christoph: Jo, der Wolff ist schon der Bär ;-) Das Buch hatte ich vor längerer Zeit mal hier, werde ich mir wohl noch einmal ausleihen müssen. Bei diesem Ansatz würde ich dann so vorgehen, daß ich zuerst den Kapazitätsbelag der 'normal' verlaufenden Leitungen berechne und den Belag der enger zueinanderstehenden Leitungen. Die Differenz (bezogen auf die Länge) sollte dann gleich der eingefügten Kapazität entsprechen (?).
Vielleicht kann man auch als Ersatzschaltbild einfach den Kondensator an der Haupt-Leitung als eine Störung der homogenen Leitung betrachten, wo am HF-Kabel eine Serienschaltung von kleinem C, kurze 25 Ohm-Leitung und 25 Ohm Abschluß nach GND gelegt ist. Der C mündet ja in zwei parallel angeschlossene 50 Ohm-Leitungen, die beide mit 50 Ohm abgeschlossen sind. Diese konzentrierten Bauelemente sollte ein Simulationsprogramm berechnen können, ohn eirgendwelche Leitungsmodelle zu benutzen.
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