Komponen Pasif dalam Sirkuit RF
Resistor, kapasitor, antena. . . . Pelajari tentang komponen pasif yang digunakan dalam sistem RF.
Sistem RF pada dasarnya tidak berbeda dari jenis rangkaian listrik lainnya. Hukum fisika yang sama berlaku, dan akibatnya komponen dasar yang digunakan dalam desain RF juga ditemukan dalam rangkaian digital dan rangkaian analog frekuensi rendah.
Namun, desain RF melibatkan serangkaian tantangan dan tujuan yang unik, dan akibatnya karakteristik dan penggunaan komponen memerlukan pertimbangan khusus ketika kita beroperasi dalam konteks RF. Selain itu, beberapa sirkuit terpadu melakukan fungsi yang sangat spesifik untuk sistem RF—sirkuit tersebut tidak digunakan dalam sirkuit frekuensi rendah dan mungkin tidak dipahami dengan baik oleh mereka yang memiliki sedikit pengalaman dengan teknik desain RF.
Kita sering mengkategorikan komponen sebagai aktif atau pasif, dan pendekatan ini sama validnya dalam ranah RF. Berita ini membahas komponen pasif secara khusus dalam kaitannya dengan sirkuit RF, dan halaman berikutnya membahas komponen aktif.
Kapasitor
Kapasitor ideal akan memberikan fungsi yang sama persis untuk sinyal 1 Hz dan sinyal 1 GHz. Namun, komponen tidak pernah ideal, dan ketidakidealan kapasitor dapat cukup signifikan pada frekuensi tinggi.
“C” mengacu pada kapasitor ideal yang tersembunyi di antara begitu banyak elemen parasit. Kita memiliki resistansi non-tak terbatas antara pelat (RD), resistansi seri (RS), induktansi seri (LS), dan kapasitansi paralel (CP) antara bantalan PCB dan bidang ground (kita mengasumsikan komponen surface-mount; lebih lanjut tentang ini nanti).
Ketidakidealan yang paling signifikan ketika kita bekerja dengan sinyal frekuensi tinggi adalah induktansi. Kita mengharapkan impedansi kapasitor akan terus menurun seiring meningkatnya frekuensi, tetapi keberadaan induktansi parasit menyebabkan impedansi turun pada frekuensi resonansi sendiri dan kemudian mulai meningkat:
Resistor, dll.
Bahkan resistor pun bisa menimbulkan masalah pada frekuensi tinggi, karena memiliki induktansi seri, kapasitansi paralel, dan kapasitansi khas yang terkait dengan bantalan PCB.
Dan ini memunculkan poin penting: ketika Anda bekerja dengan frekuensi tinggi, elemen sirkuit parasit ada di mana-mana. Sesederhana atau seideal apa pun elemen resistif itu, elemen tersebut tetap perlu dikemas dan disolder ke PCB, dan hasilnya adalah parasit. Hal yang sama berlaku untuk komponen lain: jika dikemas dan disolder ke papan, elemen parasit akan ada.
Kristal
Inti dari RF adalah memanipulasi sinyal frekuensi tinggi sehingga dapat menyampaikan informasi, tetapi sebelum kita memanipulasi, kita perlu menghasilkan sinyal tersebut. Seperti pada jenis sirkuit lainnya, kristal merupakan sarana mendasar untuk menghasilkan referensi frekuensi yang stabil.
Namun, dalam desain digital dan sinyal campuran, seringkali sirkuit berbasis kristal sebenarnya tidak memerlukan presisi yang dapat diberikan oleh kristal, dan akibatnya mudah untuk menjadi ceroboh dalam hal pemilihan kristal. Sirkuit RF, sebaliknya, mungkin memiliki persyaratan frekuensi yang ketat, dan ini membutuhkan tidak hanya presisi frekuensi awal tetapi juga stabilitas frekuensi.
Frekuensi osilasi kristal biasa sensitif terhadap variasi suhu. Ketidakstabilan frekuensi yang dihasilkan menimbulkan masalah bagi sistem RF, terutama sistem yang akan terpapar variasi suhu lingkungan yang besar. Oleh karena itu, suatu sistem mungkin memerlukan TCXO, yaitu osilator kristal yang dikompensasi suhu. Perangkat ini menggabungkan rangkaian yang mengkompensasi variasi frekuensi kristal:
Antena
Antena adalah komponen pasif yang digunakan untuk mengubah sinyal listrik RF menjadi radiasi elektromagnetik (EMR), atau sebaliknya. Dengan komponen dan konduktor lain, kita mencoba meminimalkan efek EMR, dan dengan antena kita mencoba mengoptimalkan pembangkitan atau penerimaan EMR sesuai dengan kebutuhan aplikasi.
Ilmu antena sama sekali tidak sederhana. Berbagai faktor memengaruhi proses pemilihan atau perancangan antena yang optimal untuk aplikasi tertentu. AAC memiliki dua artikel (klik di sini dan di sini) yang memberikan pengantar yang sangat baik tentang konsep antena.
Frekuensi yang lebih tinggi disertai dengan berbagai tantangan desain, meskipun bagian antena dari sistem sebenarnya dapat menjadi kurang bermasalah seiring meningkatnya frekuensi, karena frekuensi yang lebih tinggi memungkinkan penggunaan antena yang lebih pendek. Saat ini, umum untuk menggunakan "antena chip," yang disolder ke PCB seperti komponen surface-mount pada umumnya, atau antena PCB, yang dibuat dengan menggabungkan jalur yang dirancang khusus ke dalam tata letak PCB.
Ringkasan
Beberapa komponen hanya umum digunakan dalam aplikasi RF, dan komponen lainnya harus dipilih dan diimplementasikan dengan lebih hati-hati karena perilaku frekuensi tingginya yang tidak ideal.
Komponen pasif menunjukkan respons frekuensi yang tidak ideal sebagai akibat dari induktansi dan kapasitansi parasit.
Aplikasi RF mungkin memerlukan kristal yang lebih akurat dan/atau stabil daripada kristal yang biasa digunakan dalam sirkuit digital.
Antena merupakan komponen penting yang harus dipilih sesuai dengan karakteristik dan persyaratan sistem RF.
Si Chuan Keenlion Microwave menawarkan berbagai pilihan konfigurasi pita sempit dan pita lebar, mencakup frekuensi dari 0,5 hingga 50 GHz. Produk ini dirancang untuk menangani daya input 10 hingga 30 watt dalam sistem transmisi 50 ohm. Desain microstrip atau stripline digunakan, dan dioptimalkan untuk kinerja terbaik.
Waktu posting: 03-Nov-2022
