Tässä radiotaajuuspiirien neljä perusominaisuutta tulkitaan neljästä näkökulmasta: radiotaajuusrajapinta, pieni haluttu signaali, suuri häiriösignaali ja viereiset kanavahäiriöt ja tärkeät tekijät, jotka tarvitsevat erityistä huomiota PCB -suunnitteluprosessissa.
Radiotaajuuspiirisimulaation radiotaajuusrajapinta
Langaton lähetin ja vastaanotin on jaettu käsitteellisesti kahteen osaan: perustaajuus ja radiotaajuus. Perustaajuus sisältää lähettimen tulosignaalin taajuusalueen ja vastaanottimen lähtösignaalin taajuusalueen. Perustaajuuden kaistanleveys määrittää perustavanlaatuisen hinnan, jolla tiedot voivat virrata järjestelmässä. Perustaajuutta käytetään parantamaan tietovirran luotettavuutta ja vähentämään lähettimen määräämää kuormaa siirtoväliaineella tietyllä tiedonsiirtotaajuudella. Siksi tarvitaan paljon signaalinkäsittelyn tekniikan tietota, kun suunnitellaan perustaajuuspiiriä piirilevylle. Lähettimen radiotaajuuspiiri voi muuntaa ja kääntää prosessoidun kantataajuussignaalin määritettyyn kanavaan ja injektoida tämän signaalin lähetysväliaineeseen. Päinvastoin, vastaanottimen radiotaajuuspiiri voi saada signaalin siirtoväliaineesta ja muuntaa ja vähentää taajuutta pohjataajuuteen.
Lähettimellä on kaksi pääpiirilevyn suunnittelutavoitetta: ensimmäinen on, että niiden on lähetettävä tietty voima kuluttaen mahdollisimman vähän voimaa. Toinen on, että ne eivät voi häiritä lähetinvastaanottimien normaalia toimintaa vierekkäisissä kanavissa. Vastaanottimen osalta on kolme pääpiirilevyn suunnittelutavoitteita: Ensinnäkin niiden on palautettava tarkasti pienet signaalit; Toiseksi heidän on kyettävä poistamaan häiritsevät signaalit halutun kanavan ulkopuolella; Ja viimeisenä, kuten lähettimen, heidän on kuluttava voimaa hyvin pieni.
Radiotaajuuspiirisimulaation suuri häiriösignaali
Vastaanottimen on oltava erittäin herkkä pienille signaaleille, vaikka häiriösignaaleja on suuria (esteet). Tämä tilanne tapahtuu yritettäessä saada heikkoa tai pitkän matkan lähetyssignaalia, ja lähellä oleva voimakas lähetin lähetetään viereisessä kanavassa. Häiriösignaali voi olla 60 - 70 dB suurempi kuin odotettu signaali, ja se voidaan peittää suurella määrällä vastaanottimen tulovaiheen aikana tai vastaanotin voi tuottaa liiallisen kohinan tulovaiheen aikana estämään normaalien signaalien vastaanotto. Jos vastaanotin ajaa epälineaariseen alueeseen häiriölähteen avulla syöttövaiheen aikana, esiintyy kaksi edellä mainittua ongelmaa. Näiden ongelmien välttämiseksi vastaanottimen etuosan on oltava hyvin lineaarinen.
Siksi ”lineaarisuus” on myös tärkeä näkökohta vastaanottimen piirilevyn suunnittelussa. Koska vastaanotin on kapeakaistainen piiri, epälineaarisuus mitataan mittaamalla ”modulaation välinen vääristymä”. Tähän sisältyy kahden siniaalton tai kosinin aallon käyttäminen, joilla on samanlaiset taajuudet ja joka sijaitsee keskinauhassa tulosignaalin ohjaamiseksi ja sen jälkeen sen intermodulaation tuote. Yleisesti ottaen Spice on aikaa vievä ja kustannusintensiivinen simulaatio-ohjelmisto, koska sen on suoritettava monia silmukkalaskelmia saadaksesi vaadittava taajuusresoluutio vääristymisen ymmärtämiseksi.
Pieni odotettu signaali RF -piirisimulaatiossa
Vastaanottimen on oltava erittäin herkkä pienten tulosignaalien havaitsemiseksi. Yleisesti ottaen vastaanottimen tuloteho voi olla niin pieni kuin 1 μV. Vastaanottimen herkkyyttä rajoittaa tulopiirin tuottama kohina. Siksi melu on tärkeä näkökohta vastaanottimen piirilevyn suunnittelussa. Lisäksi kyky ennustaa melua simulointityökaluilla on välttämätöntä. Kuvio 1 on tyypillinen superheterodyne -vastaanotin. Vastaanotettu signaali suodatetaan ensin, ja sitten tulosignaali vahvistetaan matalalla kohinavahvistimella (LNA). Käytä sitten ensimmäistä paikallista oskillaattoria (LO) sekoittaaksesi tämän signaalin kanssa tämän signaalin muuntamiseksi välitaajuudeksi (IF). Lippupiirin melun suorituskyky riippuu pääasiassa LNA: sta, sekoittimesta ja LO: sta. Vaikka perinteinen mausteheluanalyysi löytyy LNA: n melusta, se on hyödytön sekoittimelle ja LO: lle, koska suuri LO -signaali vaikuttaa vakavasti näiden lohkojen kohinaan.
Pieni tulosignaali edellyttää, että vastaanottimella on suuri vahvistustoiminto, ja se vaatii yleensä 120 dB: n vahvistuksen. Tällaisella suurella vahvistuksella mikä tahansa lähtöpäästä kytketty signaali takaisin tulopäähän voi aiheuttaa ongelmia. Tärkeä syy superheterodyne -vastaanottimen arkkitehtuurin käyttämiseen on, että se voi jakaa vahvistuksen useissa taajuuksissa kytkentämahdollisuuden vähentämiseksi. Tämä tekee myös ensimmäisen LO: n taajuuden eroon tulosignaalin taajuudesta, mikä voi estää suuria häiriösignaaleja "saastuttamisen" pieniin tulosignaaleihin.
Eri syistä joissakin langattomissa viestintäjärjestelmissä suora muuntaminen tai homodyne -arkkitehtuuri voivat korvata superheterodyne -arkkitehtuurin. Tässä arkkitehtuurissa RF -tulosignaali muunnetaan suoraan perustaajuudeksi yhdessä vaiheessa. Siksi suurin osa voitosta on perustaajuudella, ja LO: n ja tulosignaalin taajuus on sama. Tässä tapauksessa on ymmärrettävä pienen määrän kytkentä, ja yksityiskohtainen malli ”kulkeva signaalireitti” on määritettävä, kuten: kytkentä substraatin, pakkaustappien ja sitoutumisjohtojen (sidontawire) läpi kytkennän ja kytkennän välillä voimajohdon läpi.
Viereiset kanavahäiriöt radiotaajuuspiirin simulaatiossa
Vääristymällä on myös tärkeä rooli lähettimessä. Lähtöpiirin lähettimen tuottama epälineaarisuus voi levittää lähetetyn signaalin kaistanleveyden vierekkäisiin kanaviin. Tätä ilmiötä kutsutaan ”spektrin kasvuksi”. Ennen kuin signaali saavuttaa lähettimen tehovahvistimen (PA), sen kaistanleveys on rajoitettu; Mutta PA: n ”modulaatiovääristyminen” aiheuttaa kaistanleveyden lisääntymisen uudelleen. Jos kaistanleveyttä lisääntyy liikaa, lähetin ei pysty täyttämään vierekkäisten kanaviensa tehovaatimuksia. Kun lähetetään digitaalisesti moduloituja signaaleja, itse asiassa maustetta ei voida käyttää ennustamaan spektrin lisäkasvu. Koska noin 1000 symbolin (symboli) siirtoa (symboli) on simuloitava edustavan spektrin saamiseksi, ja korkeataajuiset kantaja-aallot on yhdistettävä, mikä tekee mausteen ohimenevästä analyysistä epäkäytännöllistä.