Quelles sont les techniques d’adaptation d’impédance les plus importantes à utiliser dans la conception de circuits imprimés haute fréquence ?

2 Topologies correspondantes

Un autre facteur important à prendre en compte lors de la conception d’un réseau d’adaptation d’impédance est la topologie, c’est-à-dire la configuration et la disposition des éléments. Il existe plusieurs topologies d’appariement courantes qui peuvent être utilisées à des fins et des exigences différentes, telles que le réseau L, le réseau T, le réseau Pi, le transformateur et le balun. Chaque topologie a ses propres avantages et inconvénients, tels que le nombre d’éléments, la bande passante, la perte d’insertion, la tenue en puissance et l’équilibre. Par exemple, le réseau L est une topologie simple et polyvalente qui peut correspondre à n’importe quelle combinaison d’impédances avec seulement deux éléments, mais il a une bande passante étroite et un facteur Q élevé. Le réseau T est une topologie plus complexe et plus flexible qui peut correspondre à n’importe quelle combinaison d’impédances à trois éléments, et il a une bande passante plus large et un facteur Q inférieur à celui du réseau L, mais il a également une perte d’insertion plus élevée et une tenue en puissance plus faible.

3 Techniques d’appariement

En fonction du type et de la fréquence du signal, des impédances de source et de charge, ainsi que des performances et des spécifications souhaitées, vous devrez peut-être utiliser différentes techniques d’adaptation pour obtenir des résultats optimaux. Le diagramme de Smith est un outil graphique qui représente le plan d’impédance complexe sous la forme d’un cercle, et vous permet de tracer et d’analyser le coefficient de réflexion, le rapport d’onde stationnaire de tension (ROS), l’admission et l’impédance de votre réseau. Vous pouvez l’utiliser pour concevoir et optimiser votre réseau d’appariement en vous déplaçant le long des cercles VSWR constants et des lignes de résistance ou de réactance constantes jusqu’à ce que vous atteigniez le point d’impédance souhaité. Un transformateur quart d’onde est une section de ligne de transmission dont la longueur est égale à un quart de la longueur d’onde du signal et dont l’impédance est la moyenne géométrique des impédances de source et de charge. Il peut fournir une correspondance parfaite entre eux, mais n’est efficace qu’à une seule fréquence et nécessite une valeur d’impédance spécifique. L’appariement des stubs est une autre technique qui utilise une ou plusieurs sections court-circuitées ou en circuit ouvert de lignes de transmission connectées en parallèle ou en série à la ligne de transmission principale. Il peut fournir une compensation réactive pour annuler la réactance indésirable, mais présente également des limitations telles que la dépendance à la fréquence, la sensibilité à la longueur/position du stub et les interférences possibles avec d’autres signaux/composants.

4 Composants correspondants

Lors de la conception d’un réseau d’adaptation d’impédance pour la conception de circuits imprimés haute fréquence, il est important de prendre en compte les caractéristiques et les comportements des composants que vous utilisez ou connectez. Les antennes, les filtres et les amplificateurs font partie des composants les plus courants qui nécessitent une adaptation d’impédance. Les antennes ont une impédance caractéristique qui dépend de leur forme, de leur taille, de leur matériau et de leur environnement, tandis que les filtres ont une impédance complexe qui dépend de leur conception, de leurs composants et de leur réponse en fréquence. Les amplificateurs ont une impédance d’entrée et une impédance de sortie qui dépendent de leur configuration, de leurs composants et de leur réponse en fréquence. Pour garantir un transfert de puissance maximal et une réflexion minimale, vous devez faire correspondre l’impédance de chaque composant à l’impédance de la source et de la charge. Différentes techniques et topologies d’appariement peuvent être utilisées à cette fin, telles que le réseau L, le réseau T, le réseau Pi, le transformateur quart d’onde, l’appariement de stub, le transformateur ou le balun. Ces techniques doivent être choisies en fonction du type et de la fréquence de chaque composant et de chaque signal.