Материал: Распределенные плёночные элементы и элементы с сосредоточенными параметрами

- для индуктивности в форме квадратной спирали (f - частота, ГГц).

Q = 1,6×103 v(D + d) f1/2/(15D - 7d).

Погрешность расчета индуктивностей в виде спиралей составит ±10 %. Расчет производят методом последовательных приближений до получения расчетной величины индуктивности, совпадающей с заданной с требуемой точностью.

Плоские спиральные индуктивности круглой или прямоу-гольной (квадратной) формы применяются в качестве контурных индуктивностей или дросселей, позволяя реализовать значения индуктивности от единиц нГн до сотен мкГн. Добротность круглой спиральной индуктивности

Добротность квадратной спиральной индуктивности

где L - индуктивность, нГн; d1 = 2R1; d2 = 2R2; f - частота, ГГц; n' - поправочный коэффициент, учитывающий эффект «близости» витков плоской катушки, рис. 26, б.

а                                    б

Рис. 26

Наилучшее значение QL получают при d1/d2 = 0,2. Экспериментально установлено, что выбор одинаковой ширины витков и зазоров между ними (v = s) позволяет получить оптимальную добротность. На рис. 26, б представлена зависимость n' для круглых проводников от соотношения их диаметра и межвиткового расстояния с. Кривая 1 соответствует синфазным токам в соседних витках, кривая 2 - противофазным. Эффект близости изменяет распределение тока в проводниках и приводит к возрастанию сопротивления (до 30 - 35 % при малом s). При использовании данных этого рисунка для прямоугольных проводников полагают, что c/d = =(s + v)/v.

Используя комбинации L и C можно получить резонаторы или контура параллельного или последовательного типа. Добротность подобных контуров лежит в пределах 10 - 90.

Индуктивные элементы. Несмотря на относительную простоту изготовления пленочных индуктивностей, навесные индуктивные элементы также находят широкое применение в качестве дросселей питания и элементов гибридных схем СВЧ. Навесные бескорпусные печатные катушки индуктивности используют в ГИС на частотах до 200 МГц: номиналы 26 - 230 мкГн; размеры 6х6 мм при толщине 0,25 мм; добротность - в пределах 20 - 30; рабочий ток - до 250 мА.

В качестве дросселей до 100 мкГн могут быть использованы индуктивности на торроидальных сердечниках диаметром 2 мм. Разработаны чип-индуктивности, имеющие номиналы 15 - 1000 мкГн при добротности 70 - 80, используемые на частотах до 300 - 400 МГц. Конструкции, предназначенные для высокочастотных трансформаторов, применяются также и для создания высокочас-тотных индуктивностей в диапазоне сотен МГц: номинал - от единиц до 1000 мкГн. В метровом и дециметровом диапазоне используются высокочастотные дроссели типа ДМ. Паразитные параметры этих дросселей можно компенсировать в узкой полосе частот с помощью коротких индуктивных отрезков. Дроссели (ГИ 0.477.005ТУ) выпускаются трех типоразмеров на 64 номинала. Габаритные размеры типоразмеров: I: L = 70 мм; l = 11,5 мм; D = 3,8 мм; II: L = 72 мм; l = 13,5 мм; D = 4,4 мм; III: L = 80 мм; l = 21,5 мм; D = 5,1 мм. По значению рабочего тока различаются семь типов дросселей: на 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 1,2; 2,4; 3 А. В зависимости от типоразмера и рабочего тока устанавливается диапазон номиналов дросселей. Например, дроссели ДМ-0,1 имеют номиналы - 40 - 125 мкГн (типоразмер I), 140 - 200 мкГн (типоразмер II), 200 - 500 мкГн (типоразмер III). Точность выполнения номиналов составляет ±5 %, добротность 80 - 100. Дроссели типа ДМ работают при температуре -60 - 155 ОС при относительной влажности 98 % (40 ОС), выдерживают вибрации в диапазоне 5 - 2500 Гц (ускорение 20 g). На параметры ПЛ дроссели оказывают минимальное влияние при включении их над платой перпендикулярно оси полоски в области малой концентрации электромагнитного поля. Однако технологически подобное включение трудно осуществить с достаточной надежностью в тех случаях, когда вывод дросселя необходимо паять непосредственно к ПЛ. Существует ряд конструкций дросселей, однако их конструкции могут быть использованы лишь в сантиметровом диапазоне.

. Подстроенные элементы

Необходимость в подстроечных элементах вызвана разбросом характеристик схем из-за технологических, производственных и других причин, неидентичности характеристик навесных компонентов и т.д. Подстраивать можно большинство топологических элементов полосковых схем.

На рис. 27 изображены конструктивные элементы, позволяющие в ПЛ осуществить: изменение длины прямого и ступенчатого проводников напайкой или разрывом перемычек (рис. 27, а, б); изменение длины проводника, замкнутого на землю, напайкой или разрывом перемычек (рис. 27, в); изменение ZВ полосковой линии (рис. 27, г). Между подстроечными полосковыми элементами наиболее типичны зазоры 0,3 мм, что вполне доступно для изготовления печатных плат и микросхем СВЧ.

а                 б                          в

Рис. 27, г

На рис. 28, а изображена наиболее часто употребляемая конфигурация верхней обкладки конденсатора. Данная форма обкладок и методы присоединения (и отсоединения) подстроечных секций могут употребляться в любом типе пленочных конденса-торов. Настройка штыревых (планарных) конденсаторов выполняется разрывом или напайкой перемычек в отдельных штырях, что позволяет так же, как в пленочных, получать высокую точность настройки схем.

а                          б

Рис. 28

Подстройка индуктивных элементов осуществляется в небольших пределах с помощью изменения числа витков (рис. 28, б). При этом ограничения на размер зазора те же, что и для полосковых проводников.

а                          б

Рис. 29

Литература

1. Jesse, Russell Burrows-Wheeler transform / Jesse Russell. - М.: Книга по Требованию, 2013. - 112 c.

. Баскаков, А. И. Локационные методы исследования объектов и сред / А.И. Баскаков, Т.С. Жутяева, Ю.И. Лукашенко. - М.: Academia, 2011. - 384 c.

. Гарматюк, С. С. Задачник по устройствам генерирования радиосигналов. Учебное пособие / С.С. Гарматюк. - М.: ДМК Пресс, 2015. - 672 c.

. Драгунов, В. П. Основы наноэлектроники / В.П. Драгунов, И.Г. Неизвестный, В.А. Гридчин. - М.: Высшая школа, 2006. - 496 c.

. Дьелесан, Э. Упругие волны в твердых телах. Применение для обработки сигналов / Э. Дьелесан, Д. Руайе. - М.: Главная редакция физико-математической литературы издательства "Наука", 1982. - 424 c.

. Егупов, Н.Д. Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 томах. Том 3. Синтез регуляторов систем автоматического управления / Н.Д. Егупов, К.А. Пупков. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. - 616 c.

. Карташкин, А. С. Компьютерные информационные технологии в бортовой РЛС / А.С. Карташкин. - М.: РадиоСофт, 2011. - 216 c.

. Королев, М. А. Технология, конструкции и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем. В 2 частях. Часть 1. Технологические процессы изготовления кремниевых интегральных схем и их моделирование / М.А. Королев, Т.Ю. Крупкина, М.А. Ревелева. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2007. - 400 c.

. Логвинов, В. В. Схемотехника телекоммуникационных устройств, радиоприемные устройства систем мобильной и стационарной радиосвязи, теория электрических цепей / В.В. Логвинов, В.В. Фриск. - М.: Солон-Пресс, 2011. - 656 c.

. Лопатин, В. Ф. Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / В.Ф. Лопатин, А.Д. Моченов. - М.: ИнФолио, 2010. - 368 c.

. Нефедов, В. И. Основы радиоэлектроники и связи / В.И. Нефедов, А.С. Сигов. - М.: Высшая школа, 2009. - 736 c.

. Радиотехнические устройства и элементы радиосистем / В.А. Каплун и др. - М.: Высшая школа, 2005. - 296 c.

. Ткаченко, Ф. А. Электронные приборы и устройства / Ф.А. Ткаченко. - М.: Новое знание, Инфра-М, 2011. - 688 c.

. Ушаков, П. А. Цепи и сигналы электросвязи / П.А. Ушаков. - М.: Академия, 2010. - 352 c.

. Фокин, В. Г. Оптические системы передачи и транспортные сети / В.Г. Фокин. - М.: Эко-Трендз, 2008. - 288 c.

. Хорн, Б. К. П. Хорн Зрение роботов / Б. К. П. Хорн Хорн. - М.: Мир, 1989. - 488 c.

. Ютт, В. Е. Электронные системы управления ДВС и методы их диагностирования / В.Е. Ютт, Г.Е. Рузавин. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 104 c.