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Auteur Sujet: Impédance Microstrip  (Lu 103 fois)

LuluSkyWalker

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Impédance Microstrip
« le: décembre 03, 2019, 11:56:42 pm »

Hello à tous !
Comment faire pour mesurer l'impédance d'un microstrip sur PCB ?
Il y des soft pour le calculer, mais je voudrais le mesurer.
Je dispose d'un oscilloscope d'un générateur BF et d'un NanoVNA, y a t'il moyen de faire avec ce matériel ?
Merci d'avance
Luc
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Yffig

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Re : Impédance Microstrip
« Réponse #1 le: décembre 04, 2019, 08:03:37 am »

Bienvenue et Bonjour,

En théorie c'est très simple, en pratique c'est un peu plus délicat, selon la fréquence de travail surtout:
Le NanoVNA suffit, il est fait pour ça entre autres fonctions: mesure de S11 et conversion en impédance
Je te fais un petit topo avec RFSim99 (de 50KHz à 300 MHz comme le NanoVNA), ça aide !

En théorie, lorsque l'impédance de la charge (résistance dans ce cas)  = impédance caractéristique de la ligne,  l'impédance ramenée à l'entrée du VNA est celle de la charge et donc celle de la ligne, le VNA te donnera un seul point sur le diamètre résistance pure de l'abaque de Smith (axe horizontal) (cf PJ ligne adaptée)
A contrario, tant que ta résistance de charge est différente de l'impédance de la ligne, l'impédance ramenée au VNA et donc mesurée comporte une composante réactive sous la forme d'un arc de cercle ou d'un gribouillis (cf PJ ligne désadaptée).
La vitesse de propagation et la longueur de ton µ-strip ne jouent pas mais ..pas de discontinuité du genre: coude à 90° de la ligne sur le PCB !

En pratique... un connecteur SMA proprement installé à une extrémité du µ-strip, à l'autre extrémité une résistance SMD de taille idoine servira de résistance de test. Plus ta fréquence de travail est élévée, plus le montage devra être nickel.
Tu n'obtiendras sans doute pas le point parfait quand adapté mais tu chercheras à minimiser au mieux l'extension autour du point.
J'ai utilisé autrefois cette méthode pour mesurer les impédances de:
- paire torsadée extraite d'un câble 10BaseT
- câble scindex (fil secteur ...) plat
J'ai obtenu dans les 110, 120Ω.
Mais d'une manière générale une "petite" désadaptation du genre Zc=75 au lieu de 50 n'est pas une catastrophe si tu utilises ta µstrip en transmission (les impédances d'entrée des circuits actifs sont bien loin des 50 Ω annoncées , cf par exemple les fichiers Touchstone .s2p fournis par MiniCircuits (PJ dans le post suivant)
Bonne bidouille !
Yffig

« Modifié: décembre 04, 2019, 10:02:11 pm par Yffig »
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Yffig

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Re : Impédance Microstrip
« Réponse #2 le: décembre 04, 2019, 08:22:31 am »

Re-bonjour !
(suite)
Voila l'impédance d'entrée (S11) obtenue par import dans RFSim99 du fichier Touchstone .s2p fourni par MiniCircuits pour un ampli très large bande ERA5-SM (DC-4GHz, gain ~20dB jusqu'à 1GHz). Il est donné "Internally matched to 50 ohms"...
et celle de sortie (S22) pour info.
Jusqu'à sa fréquence d'utilisation max de 4 GHz, c'est loin d'être mauvais mais ce n'est pas parfait !
Bonne journée !
Yffig
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Re : Impédance Microstrip
« Réponse #3 le: décembre 04, 2019, 12:19:49 pm »

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LuluSkyWalker

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Re : Impédance Microstrip
« Réponse #4 le: décembre 04, 2019, 09:20:58 pm »

eh ben ça c'est de la réponse ! ça change des forums ou on te dis de retourner à l'école :-)
C'est clair net et précis, je crois même que j'ai tout compris  :)
Bon, je retourne à mes expérimentations en sachant ou je vais !
Encore merci.
Luc

P.S. même si je pense avoir tout compris je reviendrai peut-être pour un complément d'informations  ;)
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Yffig

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Re : Impédance Microstrip
« Réponse #5 le: décembre 04, 2019, 10:01:23 pm »

Bonsoir Luc,

Si mon explication de mesure de Zc par VNA t'a permis d'avancer, j'en suis ravi, c'est fait pour ça !
J'ai créé récemment un fil :
http://forum.bidouilleur.ca/index.php?topic=608.msg3566#msg3566
où j'expose les concepts relatifs à la mesure d'impédance par VNA (pour les fréquences Audio mais les principes en RF sont exactement les mêmes);
Normalement je publierai jeudi soir la première mouture de l'épisode 3: coefficient de réflexion (appelé aussi S11) et abaque de Smith.

Bonne soirée
Yffig
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