Ich habe einige "Anfägerfragen" zum Smith Diagramm:
Anmerkung: Der Weg in die Mitte ist mir klar ( wo u wie weit ich fahren
muss, wenn ich einen Widerstand, Spule usw verwende)
-)Es gibt ja viele Wege "in die Mitte" zu kommen. Wonach wählt man den
Weg? Achtet man nur aufs geringste Q? Mit welchen Verlusten ist zu
rechnen wenn ich zb einen 5dbm Ausgang mit xR - yj an eine 50R
Schnittstelle anpasse? Kann man das auch aus dem Diagramm ablesen?
-)Man kann ja für jeden Punkt das SWR bestimmen..in der Mitte ist es 1.
Doch wie hoch ist das gesamte SWR. Ich meine damit, es kommt ja nicht
alles am Ende raus, was man rein schickt, wenn Bauteile bzw Leiterbahnen
vorhanden sind. Oder sehe ich da was Falsch.
-) Wenn man eine Leiterbahn mit einer bestimmten Impedanz u Länge
einzeichnet, wie wird da berücksichtig, dass eine Leiterbahn auch eine
Kapazität hat (hat sie doch mit GND auf der Unterseite). Oder ist die
Kapazität so gering, dass man sie vernachlässigen kann?
-) Wie macht man eine breitbandige Anpassung - gibt es dazu
empfehlenswerte Unterlagen im Netz?
-) Ein LC Glied wäre ja auch ein Filter..wie beachtet man, dass durch
die Anpassung nicht zugleich ein Filter entsteht? Gibt es da etwas,
worauf man achten muss, oder rechnet man einfach das LC Glied als Filter
nach?
-) Spricht etwas gegen die horizontale Linie(kein imaginärer Widerstand)
oder sollt man diese meiden?
Meine Betonung liegt auf Anfänger. Also informiert mich bitte über meine
Denkfehler oder dergleichen.
mfg
Für eine einzige Frequenz ist der Weg theoretisch egal, aber man möchte
normalerweise breitbandigere Anpassung erreichen, schon wegen der
Streuungen.
Verluste kann das Smith-Diagramm ohne Modellierung dieser nichtidealen
Bauteile nicht darstellen. Alle L und C sind erst mal ideal angenommen,
das macht man auch z.B. bei der Filterberechnung.
"Raus- und Reinschicken" an verschiedenen Toren nennt man soweit ich
weiß nicht Smith-Diagramm, das bezieht sich immer auf die Reflexion an
einem Tor, S11 oder S22.
Leiterbahen über einer Massefläche mit definiertem Wellenwiderstand , in
der HF-Technik als Microstrip bezeichnet, haben ein festes Verhältnis
von Längsinduktivität zu Querkapazität Z=sqrt(L/C), das ist also
berücksichtigt.
Die Anpasswege im Smith-Diagramm sind immer für eine Frequenz
gezeichnet, breitbandig kann das nicht sein. Damit hat jedes
Anpassnetzwerk dieser Art auch immer Filterwirkung. Breitbandig gibt es
nur Trafos oder verlustbehaftete Netzwerke, also mit Widerständen. Mit
dem Trafo springt man idealerweise auf der "horizontalen Linie", der
R-Achse, von einem Punkt direkt zu einem anderen. Alles andere sind
Kreisbögen, die diese Linie verlassen müssen.
> Es gibt ja viele Wege "in die Mitte" zu kommen. Wonach wählt man den> Weg? Achtet man nur aufs geringste Q?
Spontan würde ich den Weg nehmen, der mit den wenigsten Bauteilen
realisierbar ist.
> Man kann ja für jeden Punkt das SWR bestimmen..in der Mitte ist es 1.> Doch wie hoch ist das gesamte SWR.
Der Radius ist doch der Betrag des Reflektionsfaktor, woraus sich
wiederum das SWR berechnen läßt.
> Wie macht man eine breitbandige Anpassung - gibt es dazu
empfehlenswerte Unterlagen im Netz?
Es gibt Programme, die zeigen, wie sich das ganze bei
Frequenzabweichungen verhält, also f+/-delta_f
> Ein LC Glied wäre ja auch ein Filter..wie beachtet man, dass durch> die Anpassung nicht zugleich ein Filter entsteht? Gibt es da etwas,> worauf man achten muss, oder rechnet man einfach das LC Glied als Filter> nach?
Ja, das ist dumm, aber unvermeidlich ;-)
http://www.rfcafe.com/business/software/matching_network_designer/matching_network_designer.htmhttp://www.tm.agilent.com/data/static/eng/tmo/Notes/interactive/an-95-1/classes/imatch.htmlhttp://www.sss-mag.com/smith.htmlhttp://www.sss-mag.com/smith01.html
Die Smithchart ist nur eine Darstellungsform. Da kann man nichts lernen.
Du muesttest ein Netzwerk zuerst mit einer Simulation rechnen und dann
in der Smithchart einzeichnen. Das andere bringt wenig.
Also erstmal Danke für die zahlreichen Infos.
Ein Beispiel:
Empfämger IC-Pin 30-20j auf 50 Ohm SMA bei 5GHz
-)nach dem IC Pin eine offen 50 Ohm-6mm lange (ist es schlecht, wenn ich
eine 50R Leiterbahn verwende, oder "gleicht" sich das alles am Ende
aus?) Leiterbahn zb nach oben (wie weit sollte sie vom Pin entfernt
sein? Am besten direkt drauf - oder? Spricht was dagegen diese Schräg zu
verlegen?) ->32.8+24j
-)anschließend eine 50 Ohm - 11mm lange Leiterbahn bis zum SMA Stecker.
->50.4+0j ergeben
Q<1
der radius zu den Punkten ist 0,34 (prozent) bis auf den letzen, der ist
ja 50R deshalb radius 0. Was sagt das jetzt aus? Ja schon klar..ich kann
das SWR in den Punkten berechnen. Doch was heißt das im Endeffekt für
die Anpassung? Habe ich dann im ersten Punkt xx%Reflexion und im zweiten
Punkt wieder xx% Reflexion und im letzten Punkt 0% Reflexion? Dann
könnte ich ja direkt mit einer 50R Leiterbahn zum SMA gehen...dann hätte
ich ja nur einmal die Reflexion - oder?
Ok...ich häng doch eine Zeichnung an*g*..ist glaub ich dann einfacher zu
verstehen.
blau sind die Leiterbahnen
rot ist der IC
gelb ist der SMA
ich weiß, dass der IC eigentlich nicht die Quelle ist, da er ja ein
Empfänger ist. Macht es einen Unterschied, von welcher Seite man das
betrachtet?
So nun wäre es nett, diesen Weg zu beurteilen. Ich habe ihn deshalb
gewählt, da ich hierbei keine Bauteile benötige.
danke fürs "zuhören".
mfg
Ich hätte noch eine weitere Frage:
Vom Sender zur Antenne sollte das Kabel ja Lambda halbe (oder ein
Vielfaches davon) sein.
Wie sieht das bei den Leiterbahnen aus? Wenn ich einen Sender mit 50R
Ausgang habe und auf einem Board zum SMA will, genügt ja eine 50R
Leiterbahn. Soll die auch mindestens Lambda halbe sein(wäre mir
eigentlich zu lang)? Oder wird das anders gehandhabt?
Die Serienleitungen von 50 Ohm transformieren die SMA Impedanz im Kreis
rum. Bei 50 Ohm an der SMA bringt die Serienleitung nichts. Die
Parallelleitung kann je nach laenge kapazitiv oder induktiv sein. Mit
einer Parallel und einer Serieleitung kann man Impedanzen anpassen. Da
scheint noch etwas Theorie zu fehlen. Versuch mal an der SMA irgend eine
Impedanz zu haben, dann variiere die Serie und die Parallelleitung in
Breite und Laenge und schau was herauskommt. Natuerlich nur noch bei
einer Frequenz. Was bei einem Frequenzband geschieht ist schon
weiterfuehrend.
fallt mir gerade auf: ich glaub mich bissi vertan zu haben beim Bsp mit
der Skizze. Ich meinte natürlich nach dem IC Pin eine 50R Leiterbahn
11mm lang um auf 32.8R+24j zu kommen. Und anschließend eine 50R
Leiterbahn(offen) mit 6mm Länge um auf 50R+0j zu kommen. Dürft die
Reihenfolge vertauscht haben. Danach der SMA.
Also:
ICPIN -> 50RLeiterbahn11mm -> 50RLeiterbahn6mmoffen -> SMA
30-20j -> 32.8+24j -> 50+0j
Das war mir schon klar, dass eine 50R Leiterbahn in der Mitte einen
Kreis mit 0 Radius hat. Sorry war ein Schlampigkeitsfehler-kommt vom
vielen Probieren*g*.
Somit ist auf der Zeichnung rot der SMA und gelb der ICPin
Die anderen Fragen bleiben denoch offen.
mfg
Nun ist eine weitere Frage aufgetaucht:
Bei einer Leiterbahn, die ich im Diagramm einzeichne, ergiebt ja die
Bogenlänge die Länge der Leiterbahn in lambda. Eine volle Umdrehung
wären 0,5lambda.
Wenn ich nun auf der Leiterplatte eine Coplanar Leiterbahn(so heißt das
glaub ich) mache, nehme ich aber das "lambda von der Leiterplatte"(ist
ja ein anderes, da epsilon nicht 1 ist). ist mein Gedankengang richtig?
das habe ich natürlich auch nicht im beispiel berücksichtig..also die
11mm wären 0,179lambda und die 6mm 0,1 lambda.
Fürs Layout sind es natürlich nicht 11 und 6mm.
mfg
Das ist richtig. Das Lambda der Leiterbahn, nicht von Vakuum. Nochwas.
Die Serie-Leiterbahn nimmt man um Impedanzen zu transformieren. Man
nimmt jeweils ein LambdaViertel aus dem geometrischen Mittel wenn ich
mich recht erinnere. Also, um 50 Ohm an 200 Ohm anzupassen, ein
LambdaViertel mit Wurzel(50*200)= 100 Ohm.
Fuer Stripline Berechnungen kann ich nur das AppCAD von Agilent
empfehlen, das kann man dort gratis herunterladen.
Bei einer coplanaren Leitung kann man nicht nur das Dielektrikum der
Leiterplatte nehmen, da ein Teil des Feldes auch in der luft ist. Ein
Tool wie AppCAD gibt da dann das efektive Epsilon raus. Berechnet
alternativ auch die Wellenlaenge, resp die Phase fuer eine Frequenz und
Laenge.
