هنا، سيتم تفسير الخصائص الأساسية الأربع لدوائر التردد الراديوي من أربعة جوانب: واجهة التردد الراديوي، والإشارة المرغوبة الصغيرة، وإشارة التداخل الكبيرة، وتداخل القناة المجاورة، ويتم إعطاء العوامل المهمة التي تحتاج إلى اهتمام خاص في عملية تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

واجهة التردد الراديوي لمحاكاة دائرة التردد الراديوي

ينقسم جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي من الناحية المفاهيمية إلى قسمين: التردد الأساسي والتردد الراديوي. يتضمن التردد الأساسي نطاق تردد إشارة دخل المرسل ونطاق تردد إشارة خرج جهاز الاستقبال. يحدد عرض النطاق الترددي الأساسي المعدل الأساسي الذي يمكن أن تتدفق به البيانات في النظام. يتم استخدام التردد الأساسي لتحسين موثوقية دفق البيانات وتقليل الحمل الذي يفرضه المرسل على وسيط الإرسال تحت معدل نقل بيانات محدد. ولذلك، هناك حاجة إلى الكثير من المعرفة الهندسية لمعالجة الإشارات عند تصميم دائرة تردد أساسية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يمكن لدائرة التردد الراديوي الخاصة بالمرسل تحويل إشارة النطاق الأساسي المعالجة ورفعها إلى قناة معينة، وحقن هذه الإشارة في وسط الإرسال. على العكس من ذلك، يمكن لدائرة التردد الراديوي لجهاز الاستقبال الحصول على الإشارة من وسط الإرسال، وتحويل التردد وتخفيضه إلى التردد الأساسي.
لدى جهاز الإرسال هدفين رئيسيين لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور: الأول هو أنه يجب أن ينقل طاقة معينة مع استهلاك أقل قدر ممكن من الطاقة. والثاني هو أنها لا تستطيع التدخل في التشغيل العادي لأجهزة الإرسال والاستقبال في القنوات المجاورة. فيما يتعلق بجهاز الاستقبال، هناك ثلاثة أهداف رئيسية لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور: أولاً، يجب عليهم استعادة الإشارات الصغيرة بدقة؛ ثانياً، يجب أن يكونوا قادرين على إزالة الإشارات المسببة للتداخل خارج القناة المطلوبة؛ وأخيرًا، مثل جهاز الإرسال، يجب أن تستهلك طاقة صغيرة جدًا.

إشارة تدخل كبيرة لمحاكاة دائرة الترددات الراديوية

يجب أن يكون جهاز الاستقبال حساسًا جدًا للإشارات الصغيرة، حتى في حالة وجود إشارات تداخل كبيرة (عوائق). يحدث هذا الموقف عند محاولة استقبال إشارة إرسال ضعيفة أو بعيدة المدى، ويقوم جهاز إرسال قوي قريب بالبث في قناة مجاورة. قد تكون الإشارة المسببة للتداخل أكبر بمقدار 60 إلى 70 ديسيبل من الإشارة المتوقعة، ويمكن تغطيتها بكمية كبيرة أثناء مرحلة الإدخال لجهاز الاستقبال، أو يمكن لجهاز الاستقبال توليد ضوضاء مفرطة أثناء مرحلة الإدخال لمنع استقبال الإشارات العادية . إذا تم دفع جهاز الاستقبال إلى منطقة غير خطية بواسطة مصدر التداخل أثناء مرحلة الإدخال، فستحدث المشكلتان المذكورتان أعلاه. لتجنب هذه المشاكل، يجب أن تكون الواجهة الأمامية لجهاز الاستقبال خطية للغاية.
ولذلك، يعتبر "الخطية" أيضًا أحد الاعتبارات المهمة في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لجهاز الاستقبال. وبما أن جهاز الاستقبال عبارة عن دائرة ضيقة النطاق، يتم قياس اللاخطية عن طريق قياس "تشوه التشكيل البيني". يتضمن ذلك استخدام موجتين جيبيتين أو موجات جيب التمام بترددات مماثلة وتقع في النطاق المركزي لتوجيه إشارة الدخل، ثم قياس ناتج تشكيلها البيني. بشكل عام، يعد SPICE برنامج محاكاة مستهلكًا للوقت ومكلفًا للغاية، لأنه يتعين عليه إجراء العديد من حسابات الحلقات للحصول على دقة التردد المطلوبة لفهم التشويه.

إشارة صغيرة متوقعة في محاكاة دائرة الترددات اللاسلكية

يجب أن يكون جهاز الاستقبال حساسًا جدًا لاكتشاف إشارات الإدخال الصغيرة. بشكل عام، يمكن أن تكون طاقة الإدخال لجهاز الاستقبال صغيرة حتى 1 ميكروفولت. حساسية جهاز الاستقبال محدودة بالضوضاء الناتجة عن دائرة الإدخال الخاصة به. لذلك، تعتبر الضوضاء أحد الاعتبارات المهمة في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لجهاز الاستقبال. علاوة على ذلك، فإن القدرة على التنبؤ بالضوضاء باستخدام أدوات المحاكاة أمر لا غنى عنه. الشكل 1 هو جهاز استقبال فائق التغاير النموذجي. تتم تصفية الإشارة المستقبلة أولاً، ومن ثم يتم تضخيم إشارة الدخل بواسطة مضخم صوت منخفض الضوضاء (LNA). ثم استخدم المذبذب المحلي الأول (LO) للخلط مع هذه الإشارة لتحويل هذه الإشارة إلى تردد متوسط ​​(IF). يعتمد أداء الضوضاء في الدائرة الأمامية بشكل أساسي على LNA، والخلاط، وLO. على الرغم من أن تحليل ضوضاء SPICE التقليدي يمكن أن يجد ضوضاء LNA، إلا أنه غير مفيد للخلاط وLO، لأن الضوضاء في هذه الكتل ستتأثر بشكل خطير بإشارة LO الكبيرة.
تتطلب إشارة الدخل الصغيرة أن يتمتع جهاز الاستقبال بوظيفة تضخيم رائعة، وعادةً ما تتطلب كسبًا قدره 120 ديسيبل. مع هذا الكسب العالي، فإن أي إشارة مقترنة من طرف الإخراج إلى طرف الإدخال قد تسبب مشاكل. السبب المهم لاستخدام بنية جهاز الاستقبال المتغاير الفائق هو أنه يمكنه توزيع الكسب في عدة ترددات لتقليل فرصة الاقتران. وهذا أيضًا يجعل تردد LO الأول يختلف عن تردد إشارة الدخل، مما يمكن أن يمنع "تلوث" إشارات التداخل الكبيرة بإشارات الإدخال الصغيرة.
لأسباب مختلفة، في بعض أنظمة الاتصالات اللاسلكية، يمكن أن يحل التحويل المباشر أو الهندسة المتجانسة محل بنية التغاير الفائق. في هذه البنية، يتم تحويل إشارة دخل التردد اللاسلكي مباشرة إلى التردد الأساسي في خطوة واحدة. ولذلك، فإن معظم الكسب يكون في التردد الأساسي، وتردد LO وإشارة الدخل هو نفسه. في هذه الحالة، يجب فهم تأثير كمية صغيرة من الاقتران، ويجب إنشاء نموذج تفصيلي لـ "مسار الإشارة الضالة"، مثل: الاقتران من خلال الركيزة، ودبابيس الحزمة، وأسلاك الربط (Bondwire) بين اقتران، والاقتران من خلال خط الكهرباء.

تداخل القناة المجاورة في محاكاة دائرة الترددات الراديوية

يلعب التشويه أيضًا دورًا مهمًا في جهاز الإرسال. قد تؤدي اللاخطية الناتجة عن جهاز الإرسال في دائرة الخرج إلى نشر عرض النطاق الترددي للإشارة المرسلة في القنوات المجاورة. وتسمى هذه الظاهرة "إعادة النمو الطيفي". قبل أن تصل الإشارة إلى مضخم طاقة المرسل (PA)، يكون عرض النطاق الترددي محدودًا؛ لكن "تشويه التشكيل البيني" في PA سيؤدي إلى زيادة عرض النطاق الترددي مرة أخرى. إذا تم زيادة عرض النطاق الترددي أكثر من اللازم، فلن يتمكن جهاز الإرسال من تلبية متطلبات الطاقة للقنوات المجاورة له. في الواقع، عند إرسال إشارات معدلة رقميًا، لا يمكن استخدام SPICE للتنبؤ بالمزيد من نمو الطيف. لأنه يجب محاكاة إرسال حوالي 1000 رمز (رمز) للحصول على طيف تمثيلي، ويجب دمج الموجات الحاملة عالية التردد، مما سيجعل التحليل العابر لـ SPICE غير عملي.