Tässä tulkitaan radiotaajuuspiirien neljää perusominaisuutta neljästä näkökulmasta: radiotaajuusrajapinta, pieni haluttu signaali, suuri häiriösignaali ja viereisen kanavan häiriöt sekä tärkeimmät tekijät, jotka vaativat erityistä huomiota piirilevyn suunnitteluprosessissa.

Radiotaajuuspiirisimuloinnin radiotaajuusliitäntä

Langaton lähetin ja vastaanotin on jaettu käsitteellisesti kahteen osaan: perustaajuuteen ja radiotaajuuteen. Perustaajuus sisältää lähettimen tulosignaalin taajuusalueen ja vastaanottimen lähtösignaalin taajuusalueen. Perustaajuuden kaistanleveys määrittää perusnopeuden, jolla data voi virrata järjestelmässä. Perustaajuutta käytetään parantamaan datavirran luotettavuutta ja vähentämään lähettimen siirtovälineelle asettamaa kuormitusta tietyllä tiedonsiirtonopeudella. Siksi tarvitaan paljon signaalinkäsittelyn teknistä tietämystä, kun suunnitellaan perustaajuuspiiriä PCB:lle. Lähettimen radiotaajuuspiiri voi muuntaa ja ylösmuuntaa käsitellyn kantataajuisen signaalin määrätylle kanavalle ja syöttää tämän signaalin lähetysvälineeseen. Päinvastoin, vastaanottimen radiotaajuuspiiri voi saada signaalin lähetysvälineestä ja muuntaa ja pienentää taajuutta perustaajuudelle.
Lähettimellä on kaksi PCB-suunnittelun päätavoitetta: Ensimmäinen on, että niiden on lähetettävä tietty teho kuluttaen samalla mahdollisimman vähän tehoa. Toinen on se, että ne eivät voi häiritä vierekkäisten kanavien lähetin-vastaanottimien normaalia toimintaa. Mitä tulee vastaanottimeen, piirilevyjen suunnittelussa on kolme päätavoitetta: ensinnäkin niiden on palautettava tarkasti pienet signaalit; toiseksi niiden on kyettävä poistamaan häiritsevät signaalit halutun kanavan ulkopuolelta; ja viimeisenä, kuten lähettimen, niiden on kulutettava tehoa Erittäin vähän.

Radiotaajuuspiirisimuloinnin suuri häiriösignaali

Vastaanottimen tulee olla erittäin herkkä pienille signaaleille, vaikka niissä olisi suuria häiriösignaaleja (esteitä). Tämä tilanne syntyy, kun yritetään vastaanottaa heikkoa tai pitkän matkan lähetyssignaalia ja lähellä oleva voimakas lähetin lähettää viereisellä kanavalla. Häiriösignaali voi olla 60-70 dB odotettua signaalia suurempi ja se voi peittyä suurella määrällä vastaanottimen tulovaiheessa tai vastaanotin voi tuottaa liiallista kohinaa tulovaiheen aikana estääkseen normaalien signaalien vastaanoton. . Jos häiriölähde ohjaa vastaanottimen epälineaariselle alueelle tulovaiheen aikana, esiintyy edellä mainitut kaksi ongelmaa. Näiden ongelmien välttämiseksi vastaanottimen etuosan on oltava hyvin lineaarinen.
Siksi "lineaarisuus" on myös tärkeä näkökohta vastaanottimen piirilevysuunnittelussa. Koska vastaanotin on kapeakaistainen piiri, epälineaarisuus mitataan mittaamalla "keskimodulaatiosäröä". Tämä edellyttää kahden siniaallon tai kosiniaallon käyttämistä, joilla on samanlaiset taajuudet ja jotka sijaitsevat keskikaistalla tulosignaalin ohjaamiseksi, ja sitten sen keskinäismodulaation tulon mittaaminen. Yleisesti ottaen SPICE on aikaa vievä ja kallis simulointiohjelmisto, koska sen on suoritettava monia silmukkalaskelmia saadakseen vaaditun taajuusresoluution ymmärtääkseen vääristymän.

Pieni odotettu signaali RF-piirisimulaatiossa

Vastaanottimen on oltava erittäin herkkä havaitakseen pienet tulosignaalit. Yleisesti ottaen vastaanottimen syöttöteho voi olla jopa 1 μV. Vastaanottimen herkkyyttä rajoittaa sen tulopiirin tuottama kohina. Siksi kohina on tärkeä näkökohta vastaanottimen piirilevyn suunnittelussa. Lisäksi kyky ennustaa melua simulointityökaluilla on välttämätön. Kuva 1 on tyypillinen superheterodyne-vastaanotin. Vastaanotettu signaali suodatetaan ensin ja sitten tulosignaali vahvistetaan matalakohinaisella vahvistimella (LNA). Käytä sitten ensimmäistä paikallisoskillaattoria (LO) sekoittamaan tämän signaalin kanssa tämän signaalin muuntamiseksi välitaajuudelle (IF). Etupiirin kohinan suorituskyky riippuu pääasiassa LNA:sta, sekoittimesta ja LO:sta. Vaikka perinteinen SPICE-kohinaanalyysi voi löytää LNA:n kohinan, se on hyödytön mikserille ja LO:lle, koska suuri LO-signaali vaikuttaa vakavasti näiden lohkojen kohinaan.
Pieni tulosignaali edellyttää, että vastaanottimessa on hyvä vahvistustoiminto, ja se vaatii yleensä 120 dB:n vahvistuksen. Näin suurella vahvistuksella mikä tahansa signaali, joka on kytketty lähtöpäästä takaisin tulopäähän, voi aiheuttaa ongelmia. Tärkeä syy superheterodyne-vastaanotinarkkitehtuurin käyttämiseen on, että se voi jakaa vahvistuksen useille taajuuksille kytkennän mahdollisuuden vähentämiseksi. Tämä saa myös ensimmäisen LO:n taajuuden eroamaan tulosignaalin taajuudesta, mikä voi estää suurten häiriösignaalien "kontaminoitumisen" pieniksi tulosignaaleiksi.
Eri syistä joissakin langattomissa viestintäjärjestelmissä suora muunnos tai homodyne-arkkitehtuuri voi korvata superheterodyne-arkkitehtuurin. Tässä arkkitehtuurissa RF-tulosignaali muunnetaan suoraan perustaajuudelle yhdessä vaiheessa. Siksi suurin osa vahvistuksesta on perustaajuudella, ja LO:n ja tulosignaalin taajuus on sama. Tässä tapauksessa on ymmärrettävä pienen kytkennän vaikutus ja laadittava "hajasignaalipolun" yksityiskohtainen malli, kuten: kytkentä alustan, pakkaustappien ja liitosjohtojen (Bondwire) läpi kytkentä ja kytkentä voimajohdon kautta.

Viereisen kanavan häiriö radiotaajuuspiirisimulaatiossa

Säröillä on myös tärkeä rooli lähettimessä. Lähettimen tuottama epälineaarisuus lähtöpiirissä voi hajauttaa lähetetyn signaalin kaistanleveyttä viereisissä kanavissa. Tätä ilmiötä kutsutaan "spektriksi uudelleenkasvuksi". Ennen kuin signaali saavuttaa lähettimen tehovahvistimen (PA), sen kaistanleveys on rajoitettu; mutta PA:n "keskinäismodulaatiosärö" saa kaistanleveyden taas kasvamaan. Jos kaistanleveyttä kasvatetaan liikaa, lähetin ei pysty täyttämään vierekkäisten kanavien tehovaatimuksia. Digitaalisesti moduloituja signaaleja lähetettäessä SPICE:tä ei itse asiassa voida käyttää ennustamaan spektrin lisäkasvua. Koska noin 1000 symbolin (symbolin) lähetys on simuloitava edustavan spektrin saamiseksi, ja korkeataajuisia kantoaaltoja on yhdistettävä, mikä tekee SPICE-transienttianalyysistä epäkäytännöllistä.