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[参考译文] CC110L:433MHz 天线、参考设计、匹配网络

Guru**** 1142300 points
Other Parts Discussed in Thread: CC110L
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/wireless-connectivity/sub-1-ghz-group/sub-1-ghz/f/sub-1-ghz-forum/1323323/cc110l-433mhz-antenna-reference-design-matching-network

器件型号:CC110L

您好!

我在我的设计中使用您的 CC110L。 我的目标是433MHz。 关于实施的几个问题:

1) 1)如果我使用参考设计 SWRR081中使用的螺旋 PCB 天线、我能否准确复制平衡-非平衡变压器和匹配元件值并期望完美匹配的天线? 我是否需要调整这些值? 我认为、由于我的 PCB 形状、外壳尺寸以及接地层的数量不同、我始终需要重新调整匹配元件(即使我使用相同的堆叠和电路板材料)。 下面是供参考的原理图:

2) 2)是否需要重新调整参考设计 SWRR081中使用的平衡-非平衡变压器值? 或者它们是否始终正确?

3) 3)如何确定天线匹配元件值应该是多少? 如果这是一个不平衡/单端应用、您可以将一个 VNA 连接到 IC 的发射信号焊盘、对其进行测量、并根据需要对其进行调整。 这是平衡/差动输出、因此我认为我不能在这里使用标准 VNA。 是这样吗? 您是否具有进行此测量的良好应用手册?

4) 4)在应用手册 AN058中、您建议使用脉冲天线 W3127 。 该使用 CC110L 器件的天线是否有参考设计? 我不确定天线匹配元件的值应该是什么。 平衡-非平衡变压器值是否会发生变化?

谢谢。

布兰登

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    尊敬的 Brandon:

    1.平衡-非平衡变压器和滤波器元件可直接复制到隔直电容 C126中。 此设计基于0402无源器件、当器件发布时、这是组件中最标准的无源尺寸。 使用相同尺寸的无源器件、那么这些元件值可以重复使用。

    2. Re 使用的值,但保持为0402。

    3.我们始终将设计终止为50欧姆负载。 即在 C126之后应接近50欧姆。 从这一点来看、天线设计也匹配了50欧姆负载。 为了调谐天线、应拆下 C126、这将完全断开无线电部分的连接。   有关测量天线的更多信息、请参阅应用手册 www.ti.com/.../swra161中的第6.2部分。 在 VNA 上测量天线的自然阻抗后、就可以确定天线匹配度。 天线匹配将取决于 GND 平面的尺寸、天线放置、DUT 的物理外壳和 DUT 在其他物体附近的位置、因此 ANT1、ANT2和 ANT3对于每个最终产品都将始终是唯一的。

    4.复制 W3127的天线参考设计、因为该设计将传输到50欧姆接口。  

    如果您在匹配天线时遇到任何问题或出现性能问题、敬请告知。 对于紧凑型433 MHz 设计而言、重要的是计算因物理尺寸而导致的实际天线效率。 在2440 MHz 条件下、可实现手持设备的高效率。 由于波长的原因、在< 433 MHz 的条件下工作时并非如此。 这与天线拓扑无关。  

    此致、

      理查德

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    您好、Richard、

    感谢所有这些伟大的信息! 非常棒的导游!

    我将按照您的建议将所有值复制到 C126。 我将使用此设计的所有0402器件、因此它效果很好。

    我将保留 ANT1 (保持打开状态)、ANT2 (0欧姆分辨率)和 ANT3 (保持打开状态)的占位符、因为听起来这些是我将使用 VNA 将天线调谐到50欧姆的组件。

    另一个问题:脉冲天线 W3127是否比上述参考设计中使用的 PCB 螺旋天线更高效?  我不确定用于脉冲天线的额外1美元是否值得、或者我可能会坚持使用自由 PCB 螺旋天线。 1美元对我的设计来说不是很重要的 BOM 成本、而是试图更好地了解这两种方案之间的权衡。

    谢谢。

    布兰登

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    您好!

    您能否发送一张电路板布局图来显示天线和 GND 平面?

    我唯一推荐芯片/线缆天线的时间是当 x、y 和 z 尺寸不仅仅是 x 和 y 尺寸被利用时。 即、更大程度地利用可用空间、而不仅仅是 PCB 面积。  芯片/线缆天线的一个主要优势是芯片/线缆天线供应商可以帮助您匹配电路板上的天线。  

    由于体积利用率更高、使用线螺旋天线时的效率高于 PCB 螺旋天线时的效率。 此外、线螺旋天线对 PCB 厚度变化不敏感。

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    您好、Richard、

    以下是我当前布局的快照。 我决定使用有线天线,因为它应该具有更好的效率和从脉冲的文件是非常好的。 我仍然需要沿出去到天线的 CPW 布线添加接地缝合过孔、以及在整个电路板上添加一般接地缝合过孔。

    我需要帮助解决的另一个问题是:RF_P 和 RF_N 布线的阻抗应该是多少? 50欧姆单端? 我复制了平衡-非平衡变压器元件值、并按照参考设计中的方法准确地放置它们。 但是、我的层叠与它们使用的不对齐、因此我必须小心复制它们的布线宽度。 该参考设计中的 FR4与接地层的距离为31.5mil、而另外的 FR4也是 FR4、但需要4层堆叠、因此与接地层的距离明显更小(布线宽度/阻抗所需的可能是5-20mil 之间的任何值)。

    感谢您的帮助!

    布兰登

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    您好、Richard、

    我已经讲完了电路板的布局、并想与大家分享一个有关射频部分的更新布局。 就在下方。 除了确定迹线宽度(请参阅上述问题)之外、这应该是最终值。 请告诉我如何处理射频平衡布线部分中的布线宽度。

    布兰登

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    您好!  

    与原始设计一样、无源平衡-非平衡变压器网络应放置在更靠近芯片的位置。 这比旁路电容器的放置更为重要。  

    天线右侧(顶部、右侧)是否有 GND? 如果可能、我将移除天线旁边右上角的该 GND 区域。

    如果天线与 GND 平面的距离较大、则天线效率会提高。 不幸的是、这将是尺寸"v"效率折衷。 如果天线向左旋转90度、这将提供更大的效率和带宽。 但这会增加整体尺寸。

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    您好、Richard、

    感谢您的意见!

    对于平衡-非平衡变压器网络、我复制了 参考设计 SWRR081中使用的确切位置。 以下内容供您参考。 您会看到去耦电容器比平衡-非平衡变压器网络更靠近该器件(但我同意您的看法、即平衡-非平衡变压器网络应靠近芯片)。 我认为我应该保持与参考设计中使用的距离相同、否则平衡-非平衡变压器的值可能不正确。 如果我的理解有误、请告知我。

    对于到接地层的距离、我复制了与脉冲参考设计中使用的距离相同的距离。 我会把右上角的更多的地方去掉——好的建议!

    由于电路板形状、我无法将其旋转90度。 您能解释一下"尺寸'v'效率折衷"是什么意思吗? 我不熟悉这个术语。

    谢谢!

    布兰登

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    尊敬的 Brandon:

    关于平衡-非平衡变压器元件的放置、您在这里的回答正确、因此请忽略之前的反馈:) 很好、您复制了 CC11xL 的参考设计。

    尺寸"v"效率:433 MHz 的四分之一波长 为17.3 cm、比本设计大得多。 因此、天线很小、理想情况下应该大得多。 如果我们看看天线和 GND 平面的有效尺寸、我们将得到特定的面积尺寸。 如果我们通过将天线旋转90度来扩展的 GND 平面来增大此面积、我们将使有效面积更大。

    较大的有效天线面积将实现更大的天线效率并增加带宽。 此外、如果天线向左旋转90度、则 GND 的负载将更少。