PCB RF dövrəsinin dörd əsas xüsusiyyətləri

Burada radiotezlik sxemlərinin dörd əsas xarakteristikası dörd aspektdən şərh ediləcək: radiotezlik interfeysi, kiçik arzu olunan siqnal, böyük müdaxilə siqnalı və bitişik kanal müdaxiləsi və PCB dizayn prosesində xüsusi diqqət tələb edən vacib amillər verilir.

 

Radiotezlik dövrəsinin simulyasiyasının radiotezlik interfeysi

Simsiz ötürücü və qəbuledici konseptual olaraq iki hissəyə bölünür: əsas tezlik və radio tezliyi. Əsas tezlik vericinin giriş siqnalının tezlik diapazonunu və qəbuledicinin çıxış siqnalının tezlik diapazonunu əhatə edir. Əsas tezlik bant genişliyi məlumatların sistemdə axması üçün əsas sürəti müəyyən edir. Əsas tezlik məlumat axınının etibarlılığını artırmaq və ötürücü tərəfindən müəyyən bir məlumat ötürmə sürəti altında ötürücü mühitə tətbiq olunan yükü azaltmaq üçün istifadə olunur. Buna görə də, bir PCB-də fundamental tezlik dövrəsini tərtib edərkən çoxlu siqnal emal mühəndisliyi bilikləri tələb olunur. Ötürücünün radiotezlik dövrəsi işlənmiş əsas zolaqlı siqnalı təyin edilmiş kanala çevirə və yuxarı çevirə bilər və bu siqnalı ötürmə mühitinə yeridə bilər. Əksinə, qəbuledicinin radiotezlik dövrəsi siqnalı ötürmə mühitindən əldə edə, tezliyi əsas tezliyə çevirib azalda bilər.
Transmitterin iki əsas PCB dizayn məqsədi var: Birincisi, onlar mümkün olan ən az enerji istehlak edərkən müəyyən bir güc ötürməlidirlər. İkincisi, onlar bitişik kanallarda ötürücülərin normal işləməsinə mane ola bilməzlər. Qəbulediciyə gəldikdə, üç əsas PCB dizayn məqsədi var: birincisi, onlar kiçik siqnalları dəqiq şəkildə bərpa etməlidirlər; ikincisi, onlar istənilən kanaldan kənarda müdaxilə edən siqnalları aradan qaldıra bilməlidirlər; və nəhayət, ötürücü kimi, çox az enerji istehlak etməlidirlər.

Radiotezlik dövrə simulyasiyasının böyük müdaxilə siqnalı

Qəbuledici böyük müdaxilə siqnalları (maneələr) olduqda belə kiçik siqnallara çox həssas olmalıdır. Bu vəziyyət zəif və ya uzun məsafəli ötürmə siqnalını almağa çalışarkən baş verir və yaxınlıqdakı güclü bir ötürücü qonşu kanalda yayımlanır. Müdaxilə edən siqnal gözlənilən siqnaldan 60-70 dB böyük ola bilər və qəbuledicinin giriş fazası zamanı böyük miqdarda əhatə oluna bilər və ya qəbuledici normal siqnalların qəbulunu bloklamaq üçün giriş mərhələsində həddindən artıq səs-küy yarada bilər. . Giriş mərhələsində müdaxilə mənbəyi tərəfindən qəbuledici qeyri-xətti bölgəyə sürülürsə, yuxarıda göstərilən iki problem yaranacaq. Bu problemlərin qarşısını almaq üçün qəbuledicinin ön ucu çox xətti olmalıdır.
Buna görə də, "xəttilik" qəbuledicinin PCB dizaynında da vacib bir məsələdir. Qəbuledici dar zolaqlı dövrə olduğundan qeyri-xəttilik “intermodulyasiya təhrifinin” ölçülməsi ilə ölçülür. Bu, giriş siqnalını idarə etmək üçün oxşar tezliklərə malik olan və mərkəzi zolaqda yerləşən iki sinus dalğasından və ya kosinus dalğalarından istifadə etməyi və sonra onun intermodulyasiya məhsulunun ölçülməsini əhatə edir. Ümumiyyətlə, SPICE çox vaxt aparan və məsrəf tələb edən simulyasiya proqramıdır, çünki təhrifi başa düşmək üçün tələb olunan tezlik qətnaməsini əldə etmək üçün çoxlu dövrə hesablamalarını yerinə yetirməlidir.

 

RF dövrə simulyasiyasında gözlənilən kiçik siqnal

 

Kiçik giriş siqnallarını aşkar etmək üçün qəbuledici çox həssas olmalıdır. Ümumiyyətlə, qəbuledicinin giriş gücü 1 μV qədər kiçik ola bilər. Qəbuledicinin həssaslığı onun giriş dövrəsi tərəfindən yaranan səs-küylə məhdudlaşır. Buna görə də, səs-küy qəbuledicinin PCB dizaynında vacib bir məsələdir. Bundan əlavə, simulyasiya alətləri ilə səs-küyü proqnozlaşdırmaq bacarığı əvəzolunmazdır. Şəkil 1 tipik bir superheterodin qəbuledicisidir. Qəbul edilən siqnal əvvəlcə süzülür, sonra isə giriş siqnalı aşağı səs-küy gücləndiricisi (LNA) ilə gücləndirilir. Sonra bu siqnalı ara tezlikə (IF) çevirmək üçün bu siqnalla qarışdırmaq üçün ilk yerli osilatordan (LO) istifadə edin. Ön uç dövrəsinin səs-küy performansı əsasən LNA, mikser və LO-dan asılıdır. Ənənəvi SPICE səs-küy analizi LNA-nın səs-küyünü tapa bilsə də, mikser və LO üçün faydasızdır, çünki bu bloklardakı səs-küyə böyük LO siqnalı ciddi şəkildə təsir edəcəkdir.
Kiçik bir giriş siqnalı qəbuledicinin böyük gücləndirmə funksiyasına malik olmasını tələb edir və adətən 120 dB qazanc tələb edir. Belə yüksək qazancla çıxış ucundan giriş ucuna birləşən istənilən siqnal problemlər yarada bilər. Superheterodin qəbuledici arxitekturasından istifadə etməyin vacib səbəbi, birləşmə şansını azaltmaq üçün qazancı bir neçə tezlikdə paylaya bilməsidir. Bu həm də birinci LO-nun tezliyini giriş siqnalının tezliyindən fərqləndirir ki, bu da böyük müdaxilə siqnallarının kiçik giriş siqnallarına “çirklənməsinin” qarşısını ala bilər.
Müxtəlif səbəblərdən bəzi simsiz rabitə sistemlərində birbaşa konvertasiya və ya homodin arxitekturası superheterodin arxitekturasını əvəz edə bilər. Bu arxitekturada RF giriş siqnalı bir addımda birbaşa əsas tezlikə çevrilir. Buna görə də qazancın çoxu əsas tezlikdədir və LO və giriş siqnalının tezliyi eynidir. Bu halda, az miqdarda birləşmənin təsiri başa düşülməli və “soyqun siqnal yolunun” təfərrüatlı modeli qurulmalıdır, məsələn: altlıq vasitəsilə bağlama, bağlama sancaqları və bağlayıcı naqillər arasında bağlama telləri (Bondwire) mufta və elektrik xətti vasitəsilə birləşmə.

 

Radiotezlik dövrəsinin simulyasiyasında bitişik kanal müdaxiləsi

 

Transmitterdə təhrif də mühüm rol oynayır. Çıxış dövrəsində ötürücü tərəfindən yaradılan qeyri-xəttilik ötürülən siqnalın bant genişliyini qonşu kanallarda yaya bilər. Bu fenomen "spektral yenidən böyümə" adlanır. Siqnal ötürücünün güc gücləndiricisinə (PA) çatmazdan əvvəl onun bant genişliyi məhduddur; lakin PA-dakı “intermodulyasiya təhrifi” bant genişliyinin yenidən artmasına səbəb olacaq. Bant genişliyi çox artarsa, ötürücü qonşu kanalların güc tələblərini ödəyə bilməyəcək. Rəqəmsal modulyasiya edilmiş siqnalları ötürərkən, əslində, SPICE spektrin gələcək artımını proqnozlaşdırmaq üçün istifadə edilə bilməz. Çünki 1000-ə yaxın simvolun (simvolun) ötürülməsi reprezentativ spektrin əldə edilməsi üçün simulyasiya edilməli və yüksək tezlikli daşıyıcı dalğalar birləşdirilməlidir ki, bu da SPICE keçici analizini praktiki imkansız edəcək.