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R A D I O T EK
N
O
S
Partiamo dallo sbroglio, finche i circuti sono questi:
TX
D
RX
D
C1
100n
+3.3V
C9
100n
+3
.3V
RE
SE
T
C3
33p
C2
33p
X1
8MHz
MIS
O
MO
SI
SCK
1 2
3 4
5 6
CONN1
ISP
+3
.3V
RST
SCK MOSI
MISO
RS_TXD
RS_RXD
2
3
4
5
6
7
8
C2−
V−
Tx2 Out
C1+
V+
C1−
C2+
9
10
11
12
Tx2 In
Tx1 Out
Rx1 In
Rx1 Out
Tx1 In
13
14
1
Rx2 In Rx2 Out
15
16V+
GND
U2MAX3232
5
9
4
8
3
7
2
6
1
CONN2
RS232 (DCE)
R4
10k
D1
BAV70
RESET
C11
100n
12
S1
RESET
RSTR5
100
C8
100n
C4
100n
C5
100n
C6
100n
C7
100n
+3
.3V
+3
.3V
+3
.3V
+3
.3V
1 PD3/PCINT19/OC2B/INT1
2 PD4/PCINT20/XCK/TO
3 GND
4 VCC
5 GND
6 VCC
7 PB6/PCINT6/X1/TOSC1
8 PB7/PCINT7/X2/TOSC2
9P
D5
/PC
INT
21
/OC
0B
/T1
10
PD
6/P
CIN
T2
2/O
C0
A/A
IN0
11
PD
7/P
CIN
T2
3/A
IN1
12
PB
0/P
CIN
T0
/CL
KO
/IC
P1
13
PB
1/P
CIN
T1
/OC
1A
14
PB
2/P
CIN
T2
/SS
/OC
1B
15
PB
3/P
CIN
T3
/MO
SI/
OC
2A
16
PB
4/P
CIN
T4
/MIS
O
17PB5/PCINT5/SCK
18AVDC
19ADC6
20AREF
21GND
22ADC7
23PC0/ADC0/PCINT8
24PC1/ADC1/PCINT9
25
PC
2/A
DC
2/P
CIN
T1
0
26
PC
3/A
DC
3/P
CIN
T1
1
27
PC
4/P
CIN
T1
2/A
DC
4/S
DA
28
PC
5/P
CIN
T1
3/A
DC
5/S
CL
29
PC
6/P
CIN
T1
4/R
ES
ET
30
PD
0/P
CIN
T1
6/R
XD
31
PD
1/P
CIN
T1
7/T
XD
32
PD
2/P
CIN
T1
8/I
NT
0
U1
ATMega328
1
2
3
4 5
6
7
8
SW DIP−4
S2
CFG
CFG1
CFG2
CFG3
CFG4
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
12 STCP 15D0
1D1
2D2
3D3
7D7
6D6
5D5
4D4
10 −MR
13 −PL
11 SHCP
14 DI
9 DO
8 GND 16VCC
U4 74HC597
C18
100n
+3.3V
+3
.3V
PISOPL
PISOMISO
SCK
PISOLATCH
2
31
Q1BC847
PISON R8
1k
MISOPISOMISOR
1
10
k
+3.3V
SC
L
SD
A
+3.3V
PIS
OL
AT
CH
PIS
OP
L
PIS
ON
1OSCI
2OSCO
3RESET
4VSS
5SDA
6SCL
7−INT
8VDD
U5PCF8593
SDA
SCL
RTCINT
+3.3V
C10
100n
R3
10k
X2
32
76
8H
z
22 1
3D2 BAS40−04
478−5428−1−ND
R2
10
k
12
C14
1F
R6
10k+3
.3V
12 STCP 15D0
1D1
2D2
3D3
7D7
6D6
5D5
4D4
10 −MR
13 −PL
11 SHCP
14 DI
9 DO
8 GND 16VCC
U9 74HC597
C22
100n
+3.3V
+3
.3V
PISOPL
SCK
PISOLATCH
R1
1
10
k
+3.3V
R1
2
10
k
+3.3V
R1
4
10
k
+3.3V
R1
6
10
k
+3.3V
FILE: REVISION:
DRAWN BY: PAGE OF
TITLE
2IN
3
GND1 OUT
U10 LM78M33
100n
C21
100n
C20
+3.3V
2
1
CONN4
12V_IN
D3
S2D
F1
2A12
C27
10
0u
_2
5V
Betterembedded 2013 − Esempio #1
Radioteknos di Lapo Pieri ([email protected])
be2013_ex1.sch
1 1
1.1.1 − 03/07/2013
NAX
7408
3
1
2
U3
74HC08
R1
G1
V1
R2
G2
V2
R3
G3
V3
R4
G4
V4
2
3 4
1
5
109
87
6
1615
1413
1211
CONN3
SEM
+3
.3V
+3
.3V
R1
G1
V1
R2
G2
V2
R3
G3
V3
R4
G4
V4
Vcc
C12 22p
C13 5−50p(NM)
RTCINT
CIN
T
CINT
+3.3V
C17
100n
SDA
SCLNC
NC1
A02
A13
A24
GND5
SDA
6SCL
7WC
8VCC
U7M24M01
NC
+3.3V
C15
100n
SDA
SCLNC
NC1
A02
A13
A24
GND5
SDA
6SCL
7WC
8VCC
U6M24M01
NC
+3.3V
C23
100n
SDA
SCLNC
NC1
A02
A13
A24
GND5
SDA
6SCL
7WC
8VCC
U11M24M01
+3
.3V
+3
.3V
+3
.3V
+3
.3V
EC2EC1
EC3 EC4
C1
C3
C2
C4
7408
6
4
5
U3
74HC08
7408
8
9
10
U3
74HC08
7408
11
12
13
U3
74HC08
NC
C1
C2
C4
C3
EC1R10
100
R9
10k
C1
C24
100n
NC
+3
.3V
EC2R15
100
R13
10k
C2
C25
100n
+3
.3V
EC3R18
100
R17
10k
C3
C26
100n
+3
.3V
EC4R20
100
R19
10k
C4
C28
100n
+3
.3V
NC NC
NC
604−1033−ND
BT
_R
TS
BT_CTS
RS_TXD
RS_RXD
BT_TXD
BT_RXD
12X0
13X1
2Y0
1Y1
5Z0
3Z1
6 −EN
11 SA
10 SB
9 SC
14 X
15 Y
4 Z
16VCC
8GND7 VEE
U1274HC4053
UA
RT
_S
EL
UART_SEL
R21
10k
TXD
RXD
100n
C29
+3.3VNC
NC
BT_TXD
BT_RXD
BT_CTSBT_RTS
2
3 4
1
5
109
87
6
CONN6
BT (DTE)
2
3 4
1
5
109
87
6
CONN5
CAM
NC
NC
NC
NC
NC
R22
10k
+3
.3V
+3
.3V C30
100n
+12V
+12V
+1
2V
+1
2V
R A D I O T EK
N
O
S
Quelle che sono ad una prima definizione solo delle “connessioni”,ovvero dei fili possono presentare delle sorprese se si pensa allafisica dei fenomeni elettrici.
Questo e‘ un filo:
I
V V
Ci scorre una corrente I ma guardandolo piu da vicino ci si puoaccorgere che. . .
R A D I O T EK
N
O
S
La corrente nel suo scorrere incontra ostacoli a causa dellastruttura della materia: e il fenomeno della resistenza elettrica
La differenza di potenziale ai suoi capi non e piu nulla
I1
R
V1 V2
I1
R A D I O T EK
N
O
S
Per i fenomeni connessi al campo magnetico esistel’autoinduttanza o semplicemente induttanza del filo
E se la corrente non e continua anche in questo caso la differenzadi potenziale ai suoi capi non e piu nulla
I1
L
V1 V2
I2
R A D I O T EK
N
O
S
Visto che per scorrere corrente ci deve essere una differenza dipotenziale fra questi punti ove ci sia differenza di potenziale visaranno delle linee di campo elettrico e quindi avra luogo ilfenomeno della capacita elettrica:
e le correnti in ingresso e uscita al pezzo di filo considerato nonsaranno piu uguali
I1
CV1 V1
I2
R A D I O T EK
N
O
S
Piu in generale la situazione potra essere questa:
nel caso in cui ci sia un solo filo. . .
I1
C
LR
V1 V2
I2
R A D I O T EK
N
O
S
Altrimenti la situazione potrebbe iniziare a complicarsi
I1
C2
LR
V1 V2
I2
I3
C1
LR
V3 V4
I4
C3
R A D I O T EK
N
O
S
Ma fortunatamente si puo semplificare qualcosa e il senso fisico,l’esperienza di sapere cosa si possa semplificare o meno puo fare ladifferenza fra un lavoro fatto bene e uno sovraddimensionato o chenon funzioni perche non si sia tenuto di conto di alcuni parametri.
Vediamo allora come descrivere convenientemente unaconnessione su circuito stampato
R A D I O T EK
N
O
S
• fili con parassiti
• linee di trasmissione
I1
C2
LR
V1 V2
I2
I3
C1
LR
V3 V4
I4
C3
R A D I O T EK
N
O
S
Quale dei due modelli scegliere?Dipende dal tipo di analisi che si debba fare e dal circuito con cuisi debba lavorare.
R A D I O T EK
N
O
S
Quale dei due modelli scegliere?Dipende dal tipo di analisi che si debba fare e dal circuito con cuisi debba lavorare.
R A D I O T EK
N
O
S
Non siamo pero qui per parlare di circuiti a radiofrequenza e deldisegno dei relativi circuiti stampati.
La progettazione a radiofrequenza e un capitolo a se: va affrontata
con metodi, tecniche e conoscenze particolari. Se e di questo che
avete bisogno. . . son qua! ,
http://www.radioteknos.it
R A D I O T EK
N
O
S
R A D I O T EK
N
O
S
Si parlera, invece, di come cavarsela quando ci sia da disegnare uncircuito stampato in cui vi siano parti a rf gia largamente integrate(SoC) con circuiti usuali o quando ci siano da integrare piu parti rf
R A D I O T EK
N
O
S
Calcolo dell’impdenza caratteristica di una pista di circuitostampato vista come linea di trasmissione.
transcalc: semplice, risolve la maggior parte dei problemi, e unautilita del qucs
wcalc: simile, forse piu accurato, con differenti modelli e conqualcosa in piu (licenza FreeBSD) (Il mio preferito!) .
atlc: Arbitrary Transmission Line Calculator calcolal’impedenza di qualsiasi forma riusciate a disegnare!Ovviamente non fa la sintesi.
http://transcalc.sourceforge.net/
http://wcalc.sourceforge.net/
http://atlc.sourceforge.net/
R A D I O T EK
N
O
S
Come si diceva prima e piu appropriato un modello che prevedaaltri effetti sicuramente presenti per la conformazione del
componente
C
==
R
L
R A D I O T EK
N
O
S
Qual’e l’effetto di una induttanza serie (rappresentativa daiparassiti introdotti dai terminali del componente) su uncondensatore?Trascurando al resistenza serie, questo:
CAPP =C
1− (f /f0)2
dove
f0 =1
2π√LC
R A D I O T EK
N
O
S
Qual’e l’effetto di una induttanza serie (rappresentativa daiparassiti introdotti dai terminali del componente) su uncondensatore?Trascurando al resistenza serie, questo:
CAPP =C
1− (f /f0)2
dove
f0 =1
2π√LC
R A D I O T EK
N
O
S
Le dimensioni contano! (non solo per la miniaturizzazione o ladissipazione di potenza)
R A D I O T EK
N
O
S
Fin qui un po’ di teoria. . . un caso pratico:connettere il CC1101 all’antenna
• dimensione e lunghezza piste
• piano di massa esteso
• tagli piani di massa
• isolamenti fra aree che possano emettere disturbi o sianosuscettibili
R A D I O T EK
N
O
S
Fin qui un po’ di teoria. . . un caso pratico:connettere il CC1101 all’antenna
• dimensione e lunghezza piste
• piano di massa esteso
• tagli piani di massa
• isolamenti fra aree che possano emettere disturbi o sianosuscettibili
R A D I O T EK
N
O
S
Fin qui un po’ di teoria. . . un caso pratico:connettere il CC1101 all’antenna
• dimensione e lunghezza piste
• piano di massa esteso
• tagli piani di massa
• isolamenti fra aree che possano emettere disturbi o sianosuscettibili
R A D I O T EK
N
O
S
Fin qui un po’ di teoria. . . un caso pratico:connettere il CC1101 all’antenna
• dimensione e lunghezza piste
• piano di massa esteso
• tagli piani di massa
• isolamenti fra aree che possano emettere disturbi o sianosuscettibili
R A D I O T EK
N
O
S
Fin qui un po’ di teoria. . . un caso pratico:connettere il CC1101 all’antenna
• dimensione e lunghezza piste
• piano di massa esteso
• tagli piani di massa
• isolamenti fra aree che possano emettere disturbi o sianosuscettibili
R A D I O T EK
N
O
S
Differenza fra segnale rf e segnale digitale veloce
Segnale rf
• a banda stretta
• essenzialemente sinusoidale
• sono importanti disadattamenti e attenuazioni
Segnale digitale veloce
• a banda larga
• onda quadra
• sono importanti riflessioni, onde stazionarie (viste nel dominiodel tempo), scampanellamenti
R A D I O T EK
N
O
S
Differenza fra segnale rf e segnale digitale veloce
Segnale rf
• a banda stretta
• essenzialemente sinusoidale
• sono importanti disadattamenti e attenuazioni
Segnale digitale veloce
• a banda larga
• onda quadra
• sono importanti riflessioni, onde stazionarie (viste nel dominiodel tempo), scampanellamenti
R A D I O T EK
N
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S
Differenza fra segnale rf e segnale digitale veloce
Segnale rf
• a banda stretta
• essenzialemente sinusoidale
• sono importanti disadattamenti e attenuazioni
Segnale digitale veloce
• a banda larga
• onda quadra
• sono importanti riflessioni, onde stazionarie (viste nel dominiodel tempo), scampanellamenti