Her fortolkes de fire grundlæggende egenskaber ved radiofrekvenskredsløb fra fire aspekter: radiofrekvensgrænseflade, lille ønsket signal, stort interferenssignal og tilstødende kanalinterferens og de vigtige faktorer, der har brug for særlig opmærksomhed i PCB -designprocessen.

Radiofrekvensgrænseflade af radiofrekvenskredsløbssimulering

Den trådløse sender og modtager er konceptuelt opdelt i to dele: basisfrekvens og radiofrekvens. Den grundlæggende frekvens inkluderer frekvensområdet for indgangssignalet for senderen og frekvensområdet for modtagerens udgangssignal. Båndbredden af ​​den grundlæggende frekvens bestemmer den grundlæggende hastighed, hvormed data kan flyde i systemet. Basisfrekvensen bruges til at forbedre pålideligheden af ​​datastrømmen og reducere belastningen, der pålægges af senderen på transmissionsmediet under en bestemt datatransmissionshastighed. Derfor kræves der en masse signisk viden om signalbehandlingsteknisk, når man designer et grundlæggende frekvenskredsløb på en PCB. Senderens radiofrekvenskredsløb kan konvertere og konvertere det behandlede basebåndssignal til en udpeget kanal og injicere dette signal i transmissionsmediet. Tværtimod kan modtagerens radiofrekvenskredsløb opnå signalet fra transmissionsmediet og konvertere og reducere frekvensen til basisfrekvensen.
Sender har to vigtigste PCB -designmål: Den første er, at de skal transmittere en bestemt strøm, mens de forbruger den mindst mulige strøm. Det andet er, at de ikke kan forstyrre den normale drift af transceivere i tilstødende kanaler. For så vidt angår modtageren er der tre vigtigste PCB -designmål: For det første skal de nøjagtigt gendanne små signaler; For det andet skal de være i stand til at fjerne interfererende signaler uden for den ønskede kanal; Og sidst, som senderen, skal de forbruge strømmen meget lille.

Stort interferenssignal til simulering af radiofrekvenskredsløb

Modtageren skal være meget følsom over for små signaler, selv når der er store interferenssignaler (forhindringer). Denne situation opstår, når man prøver at modtage et svagt eller langdistancesignal, og en kraftig sender i nærheden udsendes i en tilstødende kanal. Det interfererende signal kan være 60 til 70 dB større end det forventede signal, og det kan dækkes i et stort beløb i inputfasen af ​​modtageren, eller modtageren kan generere overdreven støj i inputfasen for at blokere modtagelsen af ​​normale signaler. Hvis modtageren drives ind i en ikke-lineær region af interferensskilden i inputstadiet, vil ovenstående to problemer opstå. For at undgå disse problemer skal modtagerens forreste ende være meget lineær.
Derfor er "linearitet" også en vigtig overvejelse i PCB -design af modtageren. Da modtageren er et smalbåndskredsløb, måles ikke -lineariteten ved at måle "intermodulationsforvrængning". Dette involverer at bruge to sinusbølger eller kosinusbølger med lignende frekvenser og placeret i midtbåndet for at drive indgangssignalet og derefter måle produktet af dets intermodulation. Generelt er Spice en tidskrævende og omkostningskrævende simuleringssoftware, fordi den skal udføre mange loop-beregninger for at få den krævede frekvensopløsning for at forstå forvrængningen.

Lille forventet signal i RF -kredsløbssimulering

Modtageren skal være meget følsom for at detektere små indgangssignaler. Generelt kan modtagerens indgangseffekt være så lille som 1 μV. Modtagerens følsomhed er begrænset af den støj, der genereres af dens indgangskredsløb. Derfor er støj en vigtig overvejelse i PCB -design af modtageren. Desuden er evnen til at forudsige støj med simuleringsværktøjer uundværlig. Figur 1 er en typisk superheterodyne -modtager. Det modtagne signal filtreres først, og derefter forstærkes indgangssignalet af en lav støjforstærker (LNA). Brug derefter den første lokale oscillator (LO) til at blande med dette signal til at konvertere dette signal til en mellemfrekvens (IF). Støjforestillingen af ​​front-end kredsløbet afhænger hovedsageligt af LNA, mixer og LO. Selvom den traditionelle krydderstøjanalyse kan finde støj fra LNA, er den ubrugelig for mixeren og LO, fordi støjen i disse blokke vil blive alvorligt påvirket af det store LO -signal.
Et lille indgangssignal kræver, at modtageren har en god forstærkningsfunktion, og kræver normalt en gevinst på 120 dB. Med en så høj gevinst kan ethvert signal, der er koblet fra udgangsenden tilbage til inputenden, forårsage problemer. Den vigtige årsag til at bruge Superheterodyne -modtagerarkitekturen er, at den kan fordele gevinsten i flere frekvenser for at reducere chancen for kobling. Dette får også hyppigheden af ​​den første LO til at adskille sig fra hyppigheden af ​​indgangssignalet, som kan forhindre, at store interferenssignaler er "forurenet" til små indgangssignaler.
Af forskellige grunde, i nogle trådløse kommunikationssystemer, kan direkte konvertering eller Homodyne -arkitektur erstatte Superheterodyne -arkitektur. I denne arkitektur konverteres RF -indgangssignalet direkte til den grundlæggende frekvens i et enkelt trin. Derfor er det meste af gevinsten i den grundlæggende frekvens, og frekvensen af ​​LO og indgangssignalet er det samme. I dette tilfælde skal påvirkningen af ​​en lille mængde kobling forstås, og en detaljeret model af "omstrejfende signalstien" skal etableres, såsom: kobling gennem underlaget, pakkestifterne og bindingsledninger (Bondwire) mellem koblingen og koblingen gennem kraftledningen.

Tilstødende kanalinterferens i radiofrekvenskredsløbssimulering

Forvrængning spiller også en vigtig rolle i senderen. Den ikke-linearitet genereret af senderen i outputkredsløbet kan sprede båndbredden af ​​det transmitterede signal i tilstødende kanaler. Dette fænomen kaldes ”spektral genvækst”. Før signalet når transmitterens effektforstærker (PA), er dens båndbredde begrænset; Men "intermodulationsforvrængning" i PA vil få båndbredden til at stige igen. Hvis båndbredden øges for meget, vil senderen ikke være i stand til at imødekomme strømkravene i dens tilstødende kanaler. Ved transmission af digitalt modulerede signaler kan krydderi faktisk ikke bruges til at forudsige den yderligere vækst af spektret. Fordi transmission af ca. 1.000 symboler (symbol) skal simuleres for at opnå et repræsentativt spektrum, og højfrekvente bærerbølger skal kombineres, hvilket vil gøre krydderi transient analyse upraktisk.