RF સર્કિટમાં નિષ્ક્રિય ઘટકો
રેઝિસ્ટર, કેપેસિટર, એન્ટેના. . . . RF સિસ્ટમમાં વપરાતા નિષ્ક્રિય ઘટકો વિશે જાણો.
RF સિસ્ટમો અન્ય પ્રકારના ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટથી મૂળભૂત રીતે અલગ નથી. ભૌતિકશાસ્ત્રના સમાન નિયમો લાગુ પડે છે, અને પરિણામે RF ડિઝાઇનમાં વપરાતા મૂળભૂત ઘટકો ડિજિટલ સર્કિટ અને ઓછી-આવર્તન એનાલોગ સર્કિટમાં પણ જોવા મળે છે.
જોકે, RF ડિઝાઇનમાં પડકારો અને ઉદ્દેશ્યોનો એક અનોખો સમૂહ શામેલ છે, અને પરિણામે જ્યારે આપણે RF ના સંદર્ભમાં કાર્ય કરી રહ્યા હોઈએ છીએ ત્યારે ઘટકોની લાક્ષણિકતાઓ અને ઉપયોગો ખાસ ધ્યાનમાં લેવા જરૂરી છે. ઉપરાંત, કેટલાક સંકલિત સર્કિટ એવી કાર્યક્ષમતા કરે છે જે RF સિસ્ટમો માટે ખૂબ જ વિશિષ્ટ હોય છે - તેનો ઉપયોગ ઓછી-આવર્તન સર્કિટમાં થતો નથી અને જેમને RF ડિઝાઇન તકનીકોનો ઓછો અનુભવ હોય છે તેઓ તેને સારી રીતે સમજી શકતા નથી.
આપણે ઘણીવાર ઘટકોને સક્રિય અથવા નિષ્ક્રિય તરીકે વર્ગીકૃત કરીએ છીએ, અને આ અભિગમ RF ના ક્ષેત્રમાં પણ એટલો જ માન્ય છે. સમાચાર ખાસ કરીને RF સર્કિટના સંબંધમાં નિષ્ક્રિય ઘટકોની ચર્ચા કરે છે, અને આગળનું પૃષ્ઠ સક્રિય ઘટકોને આવરી લે છે.
કેપેસિટર્સ
એક આદર્શ કેપેસિટર 1 Hz સિગ્નલ અને 1 GHz સિગ્નલ માટે બરાબર સમાન કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરશે. પરંતુ ઘટકો ક્યારેય આદર્શ હોતા નથી, અને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર કેપેસિટરની બિન-આદર્શતાઓ ખૂબ નોંધપાત્ર હોઈ શકે છે.
"C" એ આદર્શ કેપેસિટરને અનુરૂપ છે જે ઘણા બધા પરોપજીવી તત્વોમાં દટાયેલો છે. આપણી પાસે PCB પેડ્સ અને ગ્રાઉન્ડ પ્લેન વચ્ચે પ્લેટો (RD), શ્રેણી પ્રતિકાર (RS), શ્રેણી ઇન્ડક્ટન્સ (LS), અને સમાંતર કેપેસીટન્સ (CP) વચ્ચે અનંત પ્રતિકાર છે (આપણે સપાટી-માઉન્ટ ઘટકો ધારી રહ્યા છીએ; આ વિશે વધુ પછીથી).
ઉચ્ચ-આવર્તન સંકેતો સાથે કામ કરતી વખતે સૌથી મહત્વપૂર્ણ બિન-આદર્શતા ઇન્ડક્ટન્સ છે. આપણે અપેક્ષા રાખીએ છીએ કે કેપેસિટરનો અવરોધ અનંતપણે ઘટશે જેમ જેમ આવર્તન વધે છે, પરંતુ પરોપજીવી ઇન્ડક્ટન્સની હાજરીને કારણે અવરોધ સ્વ-રેઝોનન્ટ આવર્તન પર નીચે જાય છે અને પછી વધવાનું શરૂ થાય છે:
રેઝિસ્ટર, વગેરે.
ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર રેઝિસ્ટર પણ મુશ્કેલીકારક હોઈ શકે છે, કારણ કે તેમાં શ્રેણી ઇન્ડક્ટન્સ, સમાંતર કેપેસિટેન્સ અને PCB પેડ્સ સાથે સંકળાયેલ લાક્ષણિક કેપેસિટેન્સ હોય છે.
અને આ એક મહત્વપૂર્ણ મુદ્દો ઉજાગર કરે છે: જ્યારે તમે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ સાથે કામ કરી રહ્યા હોવ, ત્યારે પરોપજીવી સર્કિટ તત્વો દરેક જગ્યાએ હોય છે. પ્રતિકારક તત્વ ગમે તેટલું સરળ અથવા આદર્શ હોય, તેને હજુ પણ PCB પર પેક કરીને સોલ્ડર કરવાની જરૂર પડે છે, અને પરિણામ પરોપજીવી હોય છે. આ જ વાત અન્ય કોઈપણ ઘટકને લાગુ પડે છે: જો તે બોર્ડ પર પેક કરીને સોલ્ડર કરવામાં આવે છે, તો પરોપજીવી તત્વો હાજર હોય છે.
સ્ફટિકો
RF નો સાર ઉચ્ચ-આવર્તન સંકેતોને માહિતી પહોંચાડવા માટે હેરફેર કરવાનો છે, પરંતુ આપણે હેરફેર કરતા પહેલા આપણે જનરેટ કરવાની જરૂર છે. અન્ય પ્રકારના સર્કિટની જેમ, સ્ફટિકો સ્થિર આવર્તન સંદર્ભ ઉત્પન્ન કરવાનું મૂળભૂત માધ્યમ છે.
જોકે, ડિજિટલ અને મિશ્ર-સિગ્નલ ડિઝાઇનમાં, ઘણીવાર એવું બને છે કે ક્રિસ્ટલ-આધારિત સર્કિટ્સને ખરેખર ક્રિસ્ટલ પૂરી પાડી શકે તેવી ચોકસાઇની જરૂર હોતી નથી, અને પરિણામે ક્રિસ્ટલ પસંદગીના સંદર્ભમાં બેદરકાર બનવું સરળ બને છે. તેનાથી વિપરીત, RF સર્કિટમાં કડક આવર્તન આવશ્યકતાઓ હોઈ શકે છે, અને આ માટે માત્ર પ્રારંભિક આવર્તન ચોકસાઇ જ નહીં પરંતુ આવર્તન સ્થિરતા પણ જરૂરી છે.
સામાન્ય સ્ફટિકની ઓસિલેશન ફ્રીક્વન્સી તાપમાનના ફેરફારો પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. પરિણામી ફ્રીક્વન્સી અસ્થિરતા RF સિસ્ટમો માટે સમસ્યાઓ ઊભી કરે છે, ખાસ કરીને એવી સિસ્ટમો માટે જે આસપાસના તાપમાનમાં મોટા ફેરફારોનો સામનો કરશે. આમ, સિસ્ટમને TCXO, એટલે કે, તાપમાન-સરભર સ્ફટિક ઓસિલેટરની જરૂર પડી શકે છે. આ ઉપકરણોમાં સર્કિટરીનો સમાવેશ થાય છે જે સ્ફટિકની આવર્તન ભિન્નતા માટે વળતર આપે છે:
એન્ટેના
એન્ટેના એ એક નિષ્ક્રિય ઘટક છે જેનો ઉપયોગ RF વિદ્યુત સિગ્નલને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન (EMR) માં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે, અથવા તેનાથી વિપરીત. અન્ય ઘટકો અને વાહકો સાથે આપણે EMR ની અસરોને ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરીએ છીએ, અને એન્ટેના સાથે આપણે એપ્લિકેશનની જરૂરિયાતોને ધ્યાનમાં રાખીને EMR ના ઉત્પાદન અથવા સ્વાગતને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાનો પ્રયાસ કરીએ છીએ.
એન્ટેના વિજ્ઞાન કોઈ પણ રીતે સરળ નથી. ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે શ્રેષ્ઠ એન્ટેના પસંદ કરવાની અથવા ડિઝાઇન કરવાની પ્રક્રિયાને વિવિધ પરિબળો પ્રભાવિત કરે છે. AAC પાસે બે લેખો છે (અહીં અને અહીં ક્લિક કરો) જે એન્ટેના ખ્યાલોનો ઉત્તમ પરિચય પૂરો પાડે છે.
ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ વિવિધ ડિઝાઇન પડકારો સાથે હોય છે, જોકે સિસ્ટમનો એન્ટેના ભાગ વાસ્તવમાં ફ્રીક્વન્સી વધવાથી ઓછો સમસ્યારૂપ બની શકે છે, કારણ કે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ ટૂંકા એન્ટેનાનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. આજકાલ "ચિપ એન્ટેના" નો ઉપયોગ કરવો સામાન્ય છે, જે સામાન્ય સપાટી-માઉન્ટ ઘટકોની જેમ PCB પર સોલ્ડર કરવામાં આવે છે, અથવા PCB એન્ટેના, જે PCB લેઆઉટમાં ખાસ ડિઝાઇન કરેલા ટ્રેસને સમાવીને બનાવવામાં આવે છે.
સારાંશ
કેટલાક ઘટકો ફક્ત RF એપ્લિકેશનોમાં જ સામાન્ય હોય છે, અને અન્ય ઘટકો તેમના બિન-આદર્શ ઉચ્ચ-આવર્તન વર્તનને કારણે વધુ કાળજીપૂર્વક પસંદ કરવા અને અમલમાં મૂકવા જોઈએ.
પરોપજીવી ઇન્ડક્ટન્સ અને કેપેસીટન્સનાં પરિણામે નિષ્ક્રિય ઘટકો બિન-આદર્શ આવર્તન પ્રતિભાવ દર્શાવે છે.
RF એપ્લિકેશનોને એવા સ્ફટિકોની જરૂર પડી શકે છે જે સામાન્ય રીતે ડિજિટલ સર્કિટમાં વપરાતા સ્ફટિકો કરતાં વધુ સચોટ અને/અથવા સ્થિર હોય.
એન્ટેના એ મહત્વપૂર્ણ ઘટકો છે જે RF સિસ્ટમની લાક્ષણિકતાઓ અને જરૂરિયાતો અનુસાર પસંદ કરવા આવશ્યક છે.
સી ચુઆન કીનલિયન માઇક્રોવેવ, નેરોબેન્ડ અને બ્રોડબેન્ડ રૂપરેખાંકનોમાં વિશાળ પસંદગી છે, જે 0.5 થી 50 GHz સુધીની ફ્રીક્વન્સીને આવરી લે છે. તેઓ 50-ઓહ્મ ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમમાં 10 થી 30 વોટ ઇનપુટ પાવરને હેન્ડલ કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. માઇક્રોસ્ટ્રીપ અથવા સ્ટ્રીપલાઇન ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અને શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન માટે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવે છે.
પોસ્ટ સમય: નવેમ્બર-૦૩-૨૦૨૨
