Тази статия обяснява 4-те основни характеристики на радиочестотните схеми от четири аспекта: радиочестотен интерфейс, малък очакван сигнал, силен сигнал на смущение и смущение от съседни канали и дава важни фактори, които се нуждаят от специално внимание в процеса на проектиране на печатни платки.
RF верига симулация на интерфейса на RF
Безжичният предавател и приемник в концепцията могат да бъдат разделени на две части на основната честота и радиочестотата.Основната честота съдържа честотния диапазон на входния сигнал на предавателя и честотния диапазон на изходния сигнал на приемника.Ширината на честотната лента на основната честота определя основната скорост, с която данните могат да протичат в системата.Основната честота се използва за подобряване на надеждността на потока от данни и за намаляване на натоварването, наложено от предавателя върху предавателната среда при дадена скорост на данни.Следователно дизайнът на печатни платки на основната честотна верига изисква задълбочени познания по инженерство за обработка на сигнали.RF схемата на предавателя преобразува и увеличава обработения сигнал на основната честота до определен канал и инжектира този сигнал в предавателната среда.Обратно, радиочестотната схема на приемника получава сигнала от предавателната среда и го преобразува и намалява до основната честота.
Предавателите имат две основни цели при проектирането на печатни платки: първата е, че те трябва да предават определено количество мощност, като същевременно консумират възможно най-малко количество енергия.Второто е, че те не могат да пречат на нормалната работа на трансивъра в съседни канали.По отношение на приемника има три основни цели при проектирането на печатни платки: първо, те трябва точно да възстановят малки сигнали;второ, те трябва да могат да премахват сигнали за смущения извън желания канал;последната точка е същата като предавателя, те трябва да консумират много малко енергия.
RF схема симулация на големи смущаващи сигнали
Приемниците трябва да са чувствителни към малки сигнали, дори когато са налице големи смущаващи сигнали (блокери).Тази ситуация възниква, когато се опитвате да получите слаб или далечен предавателен сигнал с мощен предавател, излъчващ в съседния канал наблизо.Смущаващият сигнал може да бъде с 60 до 70 dB по-голям от очаквания сигнал и може да блокира приемането на нормалния сигнал във входната фаза на приемника с голямо покритие или като накара приемника да генерира прекомерно количество шум в входна фаза.Тези два проблема, споменати по-горе, могат да възникнат, ако приемникът, във входния етап, бъде задвижен в областта на нелинейност от източника на смущение.За да избегнете тези проблеми, предният край на приемника трябва да е много линеен.
Следователно „линейността“ също е важно съображение при проектирането на печатната платка на приемника.Тъй като приемникът е теснолентова верига, така че нелинейността е да се измери „интермодулационното изкривяване (интермодулационно изкривяване)“ спрямо статистиката.Това включва използване на две синусовидни или косинусови вълни с подобна честота и разположени в централната лента (в лентата), за да управляват входния сигнал, и след това измерване на продукта от неговото интермодулационно изкривяване.Като цяло SPICE е отнемащ време и скъп софтуер за симулация, тъй като трябва да изпълни много цикли, преди да може да получи желаната честотна разделителна способност, за да разбере изкривяването.
RF схема симулация на малък желан сигнал
Приемникът трябва да е много чувствителен, за да открие малки входни сигнали.Като цяло, входната мощност на приемника може да бъде толкова малка, колкото 1 μV.чувствителността на приемника е ограничена от шума, генериран от неговата входна верига.Следователно шумът е важно съображение при проектирането на приемник за PCB.Нещо повече, от съществено значение е способността да се предсказва шум със симулационни инструменти.Фигура 1 е типичен суперхетеродин (суперхетеродин) приемник.Полученият сигнал първо се филтрира и след това входният сигнал се усилва с нискошумящ усилвател (LNA).След това първият локален осцилатор (LO) се използва за смесване с този сигнал, за да преобразува този сигнал в междинна честота (IF).Ефективността на шума от предната (предната) верига зависи главно от LNA, миксера (миксера) и LO.Въпреки че използването на конвенционален анализ на шума SPICE, можете да търсите шума на LNA, но за миксера и LO, това е безполезно, тъй като шумът в тези блокове ще бъде много голям LO сигнал, сериозно засегнат.
Малкият входен сигнал изисква приемникът да бъде изключително усилен, като обикновено се изисква усилване до 120 dB.При такова високо усилване всеки сигнал, свързан от изхода (двойки) обратно към входа, може да създаде проблеми.Важната причина за използването на архитектурата на приемника със супер отклонения е, че тя позволява усилването да бъде разпределено върху няколко честоти, за да се намали вероятността от свързване.Това също така прави първата LO честота различна от честотата на входния сигнал, може да предотврати „замърсяване“ на големия сигнал на смущение към малкия входен сигнал.
По различни причини в някои безжични комуникационни системи директното преобразуване (директно преобразуване) или вътрешната диференциална (хомодинова) архитектура може да замени ултра-външната диференциална архитектура.В тази архитектура RF входният сигнал се преобразува директно в основната честота в една стъпка, така че по-голямата част от печалбата е във основната честота, а LO е на същата честота като входния сигнал.В този случай трябва да се разбере въздействието на малко количество свързване и трябва да се установи подробен модел на „пътя на бездомния сигнал“, като например: свързване през субстрата, свързване между отпечатъка на опаковката и спойката (свързващ проводник) , и съединяване чрез съединителя на електропровода.
Симулация на радиочестотна верига на смущения в съседен канал
Изкривяването също играе важна роля в предавателя.Нелинейността, генерирана от предавателя в изходната верига, може да доведе до разпространение на честотната ширина на предавания сигнал в съседни канали.Това явление се нарича "спектрален повторен растеж".Преди сигналът да достигне усилвателя на мощността (PA) на предавателя, неговата честотна лента е ограничена;въпреки това, „интермодулационното изкривяване“ в PA причинява отново увеличаване на честотната лента.Ако честотната лента се увеличи твърде много, предавателят няма да може да отговори на изискванията за мощност на съседните канали.При предаване на сигнал с цифрова модулация е практически невъзможно да се предвиди повторното нарастване на спектъра със SPICE.Тъй като трябва да се симулират около 1000 цифрови символа (символ) от операцията по предаване, за да се получи представителен спектър и също така е необходимо да се комбинира високочестотният носител, това ще направи анализа на преходните процеси на SPICE непрактичен.
Време на публикуване: 31 март 2022 г