Efectos parasitarios de los SMA de agujero pasante

Question

Estoy diseñando una placa de circuito impreso con señales de hasta 6 GHz. Quiero utilizar conectores SMA de agujero pasante como estos:

Si coloco las trazas de RF en la parte superior de la placa, ¿el contacto central del conector de orificio pasante que sobresale hacia el otro lado de la placa tendrá algún efecto significativo (en comparación con algo como un conector de montaje en el borde)?

(He estado buscando consejos sobre esto pero no he encontrado nada, aparte de las notas de aplicación de USB 3.0 que sugieren que es mejor que las trazas de supervelocidad se coloquen en el lado opuesto de la placa cuando se utilizan conectores USB 3.0 de agujero pasante).

En caso de que mi descripción no sea clara, estaré encantado de proporcionar imágenes para ilustrar.

Gracias.

Actualización: Creo que voy a ir con conectores de lanzamiento de borde, sólo para estar seguro. Gracias por las respuestas.

Answer 1

Suponiendo que el conector esté bien para 6 GHz, la protuberancia de unos 3 mm en el lado de la soldadura se convertiría en un problema si 3 mm representaran una décima parte de la longitud de onda de 6 GHz. Esta es una regla general y algunas personas dicen una vigésima parte, pero yo me quedo con 1/10.

6 GHz tiene una longitud de onda de 5 cm y una décima parte de ésta son 5 mm, por lo que se podría argumentar que empieza a ser un efecto pequeño. Tal vez sólo hay que recortarlo para que apenas sobresalga.

Si fuera un cuarto de longitud de onda entonces tendrías efectivamente un transformador de impedancia que parecería de cero ohmios y eso no sería muy bueno pero, un cuarto de onda es de 12,5 mm y tal vez tengas 3mm sobresaliendo (depende del grosor de la PCB).

Answer 2

Cuando trabajaba a 1 y 2,5 GHz, utilizábamos estos conectores sin tener en cuenta los efectos de los stub. Ahora, trabajando a 25 GHz, casi nunca los usaríamos (incluso las variantes con tipos de conectores coaxiales apropiados para 25 GHz). Sin embargo, tu banda de operación se encuentra en algún punto intermedio, por lo que estas reglas generales no son especialmente útiles.

Estoy de acuerdo con el análisis de Andy en que, especialmente si se recorta el trozo que sobresale del lado opuesto de la placa, es probable que este conector funcione bien a 6 GHz. Pero no has dicho cuál es tu aplicación y si tienes requisitos especialmente estrictos en cuanto a la VSWR o a la planicidad de la pérdida de inserción en una amplia banda de frecuencias. Así que voy a añadir algunas sugerencias.

El uso de un conector SMA de montaje en el borde produciría una menor discontinuidad entre la traza de la PCB y el conector.

Si se coloca la traza en el lado opuesto (o, en una capa enterrada cerca del lado opuesto) de la placa desde donde se monta el conector, se produciría una discontinuidad menor.

En los comentarios se preguntaba,

¿Tienes alguna sugerencia sobre los planos de tierra debajo del conector?

Yo retiraría todo el cobre (¿tal vez 3-5 mm?) de la parte del conector central. (El trozo es la parte que no está en el camino de la traza al otro lado del conector). Esto reducirá la capacitancia entre la clavija y otras redes (principalmente la de alimentación y la de tierra), con lo que espero que se reduzca la discontinuidad de la impedancia. (La contrapartida es que podría aumentar la radiación de la clavija)

Si quieres ser realmente sofisticado, y tus señales no son particularmente de banda ancha, podrías hacer una simulación EM y probablemente encontrar una manera de añadir una discontinuidad inductiva (cuello abajo de la traza cuando se acerca al conector) a tu traza para compensar la discontinuidad capacitiva del stub --- pero no aconsejaría hacer esto sin poder optimizarlo en la simulación, y probablemente no se justifica si tu aplicación no tiene requisitos VSWR especialmente estrictos.