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楼主: JHXC

在量子隧道朋友的指导下,一次就做成功了50Ω的共面波导

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发表于 2024-3-11 11:12:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 MF35_ 于 2024-3-11 11:14 编辑
量子隧道 发表于 2024-3-11 11:07
这就是老厂的价值。工艺稳定,材料来源稳定,给客户提供的是可预期的交货。我过去做的板子最多有二十多层 ...



是啊,现在的板厂很难说,都有好几家供应商,每个批次用哪个供应商的货都没准儿,如果不用厂家确认阻抗,自己大概设计也就能在1G以内保证,而且多层板的压层厚度也没准儿,我在多层板上做阻抗都不敢用内层地,都是把内层掏空了用表层和底层(这样不好的一点就是线很粗,太占地方),否则鬼晓得他给你压多厚的中间层,问他们工程师回答也是不确定,要以内层为参考做阻抗,必须得给钱他们帮你做

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发表于 2024-3-11 11:28:47 | 显示全部楼层
MF35_ 发表于 2024-3-11 11:12
是啊,现在的板厂很难说,都有好几家供应商,每个批次用哪个供应商的货都没准儿,如果不用厂家确认阻 ...

我们最早用FR4,后来速率上去了用过一段时间的RO4350,再后来就用松下的M4,5,6,7。。。一路上去。每次启用新材料都要花一段时间做些板才能稳定下来。
你和我想到一块儿去了。我在家鼓捣最多四层板,即使这样,表层做阻抗的话我都尽量不用第二层做地。一二层和三四层之间介质太薄了,嘉立创这样的厂很难把阻抗做好的。而且由于SMA焊盘太大,介质太薄,在廉价SMA封装处阻抗下跌严重,很难把回损做好。阻抗苛刻的场合,以一三层来做阻抗是个好主意。

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发表于 2024-3-11 11:38:53 | 显示全部楼层
JHXC 发表于 2024-3-10 13:07
廉价网分看起来似乎是玩具,实际使用不错,性价比很高!作为LCR测试仪,工作频率比电桥高许多,但是必须配 ...

学到了。前几天看首楼末图还没看懂,现在才知道是夹子。我下次也搞些夹子,摆脱手按
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发表于 2024-3-11 11:50:24 | 显示全部楼层
量子隧道 发表于 2024-3-11 11:28
我们最早用FR4,后来速率上去了用过一段时间的RO4350,再后来就用松下的M4,5,6,7。。。一路上去。每次 ...


也不是薄不薄的问题,关键是它这个厚度没准儿,厂家也难以给出准确数值,他们也是压完内层后,根据实际测算厚度再决定顶层的阻抗调整,至于SMA焊盘大的问题,这个可以不用SMA的,选个其他接插件也行,不过可能成本会上升
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发表于 2024-3-11 11:54:33 | 显示全部楼层
MF35_ 发表于 2024-3-11 11:50
也不是薄不薄的问题,关键是它这个厚度没准儿,厂家也难以给出准确数值,他们也是压完内层后,根据实际 ...

薄了后相对误差就大了,阻抗误差就大。
例如,同样是加工误差0.5mil,对于20mil不是太大的事儿,对于4mil就是百分之好几十的误差。
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 楼主| 发表于 2024-3-11 12:30:37 | 显示全部楼层
量子隧道 发表于 2024-3-11 11:38
学到了。前几天看首楼末图还没看懂,现在才知道是夹子。我下次也搞些夹子,摆脱手按

为了按住贴片,我还专门买了一把陶瓷镊子,操作起来总是感觉不牢靠,几次用力不当,贴片也蹦走了!最后受电桥贴片测试座启发,采用顶针结构试验,就腾出双手来了。但是结构会产生剩余参数,用电容描述的话,大约有1PF左右的电容,顶针虽然接地,与贴片的接地端也有10毫米左右的长度,怎么弄也难以缩小,对于小数值贴片会产生误差。虽然能够通过电延迟剔除一些,但会影响测试频率的上限,1GHZ以下应该影响不大吧。

MF35_朋友说过用弹簧片压住贴片,这是一个好主意,我试验了一下,难以找到合适的弹簧片,于是想到用夹子,这次打板就进行了尝试,结果不错。夹子的材料好找,稍微弄一下就行,贴片紧贴SMA插座,看起来就没有剩余参数了。
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发表于 2024-3-11 12:57:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 量子隧道 于 2024-3-11 13:06 编辑
JHXC 发表于 2024-3-11 12:30
为了按住贴片,我还专门买了一把陶瓷镊子,操作起来总是感觉不牢靠,几次用力不当,贴片也蹦走了!最后受 ...


模仿电桥用顶针的话,顶针既提供压紧力又提供电连接通道,顶针的寄生参数对DUT肯定有影响的。
我没实践过VNA配顶针这种配置,我猜测或许可以如此去掉顶针的寄生参数:
顶针先顶一个和DUT厚度差不多的塑料块,此为开路状态,对VNA进行开路校准。
顶针再什么也不顶,就让两个顶针互顶,此为短路状态,对VNA进行短路校准。
顶针再顶个50ohm射频电阻,此为load状态,对VNA进行负载校准。
这样或许可以将顶针的寄生参数大部分除去。
射频电阻可以买一个。据我实验,普通0603 50ohm电阻的寄生电感太大,用3个150ohm0603普通贴片电阻摞一起两端焊牢,可以相当程度上接近理想50ohm。

1G到3G之间,还是要把DUT按到PCB上测。
超过3G的话,LiteVNA也不准了。LiteVNA从4G开始射频功率狂泻,迹线噪音大增,温度稳定性也不行了。4G往上只有概略参考价值。这玩意号称能跑9G,但是4G往上就只有参考价值了。6.3G往上更不可信了。
我分解过LiteVNA,其射频通道的几个关键元器件用的是3G的,如射频开关,balun。反射电桥设计也一般般。能跑到3,4G就不错了。这可以解释它4G以上的性能大跌。
LiteVNA设计可圈可点的地方是其端口隔离。700元的小玩意,还是在一张板上把所有电路都做出来,端口隔离度和底噪都不错,很不错了。
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 楼主| 发表于 2024-3-11 13:52:08 | 显示全部楼层
量子隧道 发表于 2024-3-11 12:57
模仿电桥用顶针的话,顶针既提供压紧力又提供电连接通道,顶针的寄生参数对DUT肯定有影响的。
我没实 ...

刚才比较了顶针结构和夹子结构的测试端口,用1206贴片100nH和10PF,结果如下:

测试频率      L/C           顶针结构              夹子结构               差值(顶针寄生参数)
   5MHZ         C              10.6PF                  9.75PF                       0.85PF
   5MHZ         L              101nH                   97.9nH                       3.1nH
  
   50MHZ       C              11.7PF                  10.8PF                        0.9PF
   50MHZ      L               109nH                  105nH                         4nH

你给出的对顶针结构端口校正方法是可行的,取材也不难。

我想,根据试验,我做的PCB板两个端口的电长度大概相差10mm,即顶针结构的电长度比压紧结构端口长10mm,是不是可以将压紧结构的端口增加10mm的波导,这样,两个端口就基本一致了,两个端口互换使用,就不需要另外处置了。如果可行的话,我就修改一下PCB。
                             
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发表于 2024-3-11 16:16:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 量子隧道 于 2024-3-11 17:01 编辑
JHXC 发表于 2024-3-11 13:52
刚才比较了顶针结构和夹子结构的测试端口,用1206贴片100nH和10PF,结果如下:

测试频率      L/C     ...


顶针比起夹子,大概是多了0.87pf,3.5nH吧。

传输线有几个经典关系:Z=SQRT(L/C)(欧姆),V=1/SQRT(LC)(米/秒)。
L,C是每米电感,电容。
所以L=Z/V,C=1/ZV。
而FR4电路板,按V=0.2*10^9m/s,Z=50ohm算,代入,
L大概是250nh/m,2.5nH/cm。
C大概是100pf/m,1pf/cm。

你测出来的0.87pf接近1pf,所以按电容看差不多可以用1cm等效。而3.5nH比2.5nH就多了1nh。也即夹子比1cm线,多了点感性。
我怀疑是顶针的地的弹簧铜片带来的额外电感。
但是也多出来不多,3.5比2.5也就多1nH。小于绝大多数器件的自感。所以用1cm延长线来等价,也差不多了。
一个0402封装的电感就有0.4到1nH。一个SOT23封装的两个管腿之间的电感就有1.5nH。
祝实验愉快!

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发表于 2024-3-11 19:10:56 | 显示全部楼层
恰好之前做滤波器实验板的时候也加了个传输线测试部分,线宽等所有参数都是按JL C官方的阻抗神器的计算数据来的(共面单端,2层1.6厚,0.254间距,宽1.1196),但是最后用LiteVNA测试是46.6Ω,不太理想,所以做阻抗管控还是有必要的
EDIT_20240311_190346.jpg
mmexport1710155000341.jpg
mmexport1710154996805.jpg

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 楼主| 发表于 2024-3-11 20:10:22 | 显示全部楼层
SPKBL 发表于 2024-3-11 19:10
恰好之前做滤波器实验板的时候也加了个传输线测试部分,线宽等所有参数都是按JL C官方的阻抗神器的计算数据 ...

前几天买了一只PCB衰减器,板上有波导线,测试了一下,68Ω左右,于是将多年前买NWT虚拟扫频仪配置的衰减器找出来,其中的直通就是微带线,测试接近50Ω,说明这玩意是有讲究的,不能随意,买来的LiteVNA网分也是实在的,不是没有谱的玩具!在量子隧道朋友的指导下,我尝试第一次做PCB波导,居然就成功了!
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发表于 2024-3-11 23:34:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 scoopydoo 于 2024-3-11 23:35 编辑
MF35_ 发表于 2024-3-11 10:33
我记得以前有个射频工程师跟我讲过,微波玩儿到最后玩儿的都不是电子了,纯粹是机械,机械精度不够屁也 ...


何止是机械,对俺来说那简直就是黑魔法!

最新一期的 TSP 视频,讲的是罗德的 70GHz 衰减器,这不就是金灿灿的法器吗!



Screenshot 2024-03-12 023151.jpg

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发表于 2024-3-11 23:48:51 | 显示全部楼层
量子隧道 发表于 2024-3-11 12:57
模仿电桥用顶针的话,顶针既提供压紧力又提供电连接通道,顶针的寄生参数对DUT肯定有影响的。
我没实 ...

电桥用于测量贴片元件的治具的顶针都是可锁紧的,自制的话也可以考虑加上简单的锁紧装置。
_3121020a.jpg
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发表于 2024-3-12 09:24:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 MF35_ 于 2024-3-12 09:27 编辑
SPKBL 发表于 2024-3-11 19:10
恰好之前做滤波器实验板的时候也加了个传输线测试部分,线宽等所有参数都是按JL C官方的阻抗神器的计算数据 ...



你这个有两个问题
1.带参考层的共面波导,地孔要打在尽量靠近边缘,而且要密,你的地孔离边缘有一段距离,还比较稀疏,这个影响比较大,你可以参考楼主的做法
2.表面的阻焊最好是不要,阻焊有介电常数的,虽然影响不大,能不要还是不要
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发表于 2024-3-12 09:47:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 量子隧道 于 2024-3-12 10:30 编辑
scoopydoo 发表于 2024-3-11 23:34
何止是机械,对俺来说那简直就是黑魔法!

最新一期的 TSP 视频,讲的是罗德的 70GHz 衰减器,这不就 ...


刚刚去看了下,有点意思。虽然神奇,但是原理还是和低频的一样,是一节节的pi形电阻衰减网络级联。每节都有个机械开关来执行跳过功能。为了跑高频,必须做的很小很精细,看样子每节衰减是做在陶瓷片上的薄膜电阻。我分辨不出白瓷和蓝宝石片,也可能是用的蓝宝石片。
我倒是挺羡慕这几个播主总是有好东西可拆的
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