¿Cuáles son las técnicas de adaptación de impedancia más importantes que se deben utilizar en el diseño de PCB de alta frecuencia?

2 Topologías coincidentes

Otro factor importante a tener en cuenta a la hora de diseñar una red de adaptación de impedancia es la topología, o la configuración y disposición de los elementos. Hay varias topologías de coincidencia comunes que se pueden utilizar para diferentes propósitos y requisitos, como la red L, la red T, la red Pi, el transformador y el balun. Cada topología tiene sus propias ventajas y desventajas, como el número de elementos, el ancho de banda, la pérdida de inserción, el manejo de potencia y el equilibrio. Por ejemplo, la red L es una topología simple y versátil que puede coincidir con cualquier combinación de impedancias con solo dos elementos, pero tiene un ancho de banda estrecho y un factor Q alto. La red T es una topología más compleja y flexible que puede coincidir con cualquier combinación de impedancias con tres elementos, y tiene un ancho de banda más amplio y un factor Q más bajo que la red L, pero también tiene una mayor pérdida de inserción y un menor manejo de energía.

3 Técnicas de emparejamiento

Dependiendo del tipo y la frecuencia de la señal, las impedancias de la fuente y de la carga, y el rendimiento y las especificaciones deseados, es posible que deba utilizar diferentes técnicas de coincidencia para lograr resultados óptimos. El diagrama de Smith es una herramienta gráfica que representa el plano de impedancia complejo como un círculo y le permite trazar y analizar el coeficiente de reflexión, la relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR), la admisión y la impedancia de su red. Puede usarlo para diseñar y optimizar su red de coincidencia moviéndose a lo largo de los círculos VSWR constantes y las líneas de resistencia o reactancia constantes hasta que alcance el punto de impedancia deseado. Un transformador de cuarto de onda es una sección de línea de transmisión que tiene una longitud de un cuarto de la longitud de onda de la señal y una impedancia que es la media geométrica de las impedancias de la fuente y la carga. Puede proporcionar una coincidencia perfecta entre ellos, pero solo es efectivo a una sola frecuencia y requiere un valor de impedancia específico. La coincidencia de talones es otra técnica que utiliza una o más secciones de líneas de transmisión en cortocircuito o en circuito abierto conectadas en paralelo o en serie a la línea de transmisión principal. Puede proporcionar una compensación reactiva para cancelar la reactancia no deseada, pero también tiene limitaciones como la dependencia de la frecuencia, la sensibilidad a la longitud/posición del stub y la posible interferencia con otras señales/componentes.

4 Componentes coincidentes

Al diseñar una red de adaptación de impedancia para el diseño de PCB de alta frecuencia, es importante tener en cuenta las características y los comportamientos de los componentes que está utilizando o conectando. Las antenas, los filtros y los amplificadores son algunos de los componentes más comunes que requieren adaptación de impedancia. Las antenas tienen una impedancia característica que depende de su forma, tamaño, material y entorno, mientras que los filtros tienen una impedancia compleja que depende de su diseño, componentes y respuesta de frecuencia. Los amplificadores tienen una impedancia de entrada y una impedancia de salida que dependen de su configuración, componentes y respuesta de frecuencia. Para garantizar la máxima transferencia de potencia y la mínima reflexión, debe hacer coincidir la impedancia de cada componente con la impedancia de la fuente y la carga. Para ello se pueden utilizar diferentes técnicas y topologías de adaptación, como la red L, la red T, la red Pi, el transformador de cuarto de onda, la adaptación de stub, el transformador o el balun. Estas técnicas deben elegirse en función del tipo y la frecuencia de cada componente y señal.