यहां, रेडियो फ्रीक्वेंसी सर्किट की चार बुनियादी विशेषताओं की व्याख्या चार पहलुओं से की जाएगी: रेडियो फ्रीक्वेंसी इंटरफ़ेस, छोटे वांछित सिग्नल, बड़े हस्तक्षेप संकेत और आसन्न चैनल हस्तक्षेप, और पीसीबी डिजाइन प्रक्रिया में विशेष ध्यान देने वाले महत्वपूर्ण कारक दिए गए हैं।

रेडियो आवृत्ति सर्किट सिमुलेशन का रेडियो आवृत्ति इंटरफ़ेस

वायरलेस ट्रांसमीटर और रिसीवर को वैचारिक रूप से दो भागों में विभाजित किया गया है: आधार आवृत्ति और रेडियो आवृत्ति। मौलिक आवृत्ति में ट्रांसमीटर के इनपुट सिग्नल की आवृत्ति रेंज और रिसीवर के आउटपुट सिग्नल की आवृत्ति रेंज शामिल है। मौलिक आवृत्ति का बैंडविड्थ मौलिक दर निर्धारित करता है जिस पर डेटा सिस्टम में प्रवाहित हो सकता है। आधार आवृत्ति का उपयोग डेटा स्ट्रीम की विश्वसनीयता में सुधार करने और एक विशिष्ट डेटा ट्रांसमिशन दर के तहत ट्रांसमिशन माध्यम पर ट्रांसमिशन माध्यम पर ट्रांसमीटर द्वारा लगाए गए लोड को कम करने के लिए किया जाता है। इसलिए, एक पीसीबी पर एक मौलिक आवृत्ति सर्किट डिजाइन करते समय सिग्नल प्रोसेसिंग इंजीनियरिंग ज्ञान की बहुत आवश्यकता होती है। ट्रांसमीटर का रेडियो फ्रीक्वेंसी सर्किट प्रोसेस्ड बेसबैंड सिग्नल को एक निर्दिष्ट चैनल में बदल सकता है और कन्वर्ट कर सकता है, और इस सिग्नल को ट्रांसमिशन माध्यम में इंजेक्ट कर सकता है। इसके विपरीत, रिसीवर का रेडियो आवृत्ति सर्किट ट्रांसमिशन माध्यम से सिग्नल प्राप्त कर सकता है, और आवृत्ति को आधार आवृत्ति में परिवर्तित और कम कर सकता है।
ट्रांसमीटर में दो मुख्य पीसीबी डिज़ाइन लक्ष्य हैं: पहला यह है कि उन्हें कम से कम शक्ति का सेवन करते समय एक विशिष्ट शक्ति संचारित करनी चाहिए। दूसरा यह है कि वे आसन्न चैनलों में ट्रांससीवर्स के सामान्य संचालन में हस्तक्षेप नहीं कर सकते हैं। जहां तक ​​रिसीवर का सवाल है, तीन मुख्य पीसीबी डिजाइन लक्ष्य हैं: सबसे पहले, उन्हें छोटे संकेतों को सही ढंग से बहाल करना चाहिए; दूसरा, वे वांछित चैनल के बाहर हस्तक्षेप संकेतों को हटाने में सक्षम होना चाहिए; और अंतिम, ट्रांसमीटर की तरह, उन्हें बहुत कम शक्ति का उपभोग करना चाहिए।

रेडियो आवृत्ति सर्किट सिमुलेशन का बड़ा हस्तक्षेप संकेत

रिसीवर को छोटे संकेतों के प्रति बहुत संवेदनशील होना चाहिए, तब भी जब बड़े हस्तक्षेप संकेत (अवरोध) होते हैं। यह स्थिति तब होती है जब एक कमजोर या लंबी दूरी के ट्रांसमिशन सिग्नल प्राप्त करने की कोशिश की जाती है, और पास में एक शक्तिशाली ट्रांसमीटर एक आसन्न चैनल में प्रसारित होता है। इंटरफेरिंग सिग्नल अपेक्षित सिग्नल की तुलना में 60 से 70 डीबी बड़ा हो सकता है, और इसे रिसीवर के इनपुट चरण के दौरान एक बड़ी मात्रा में कवर किया जा सकता है, या रिसीवर सामान्य संकेतों के रिसेप्शन को अवरुद्ध करने के लिए इनपुट चरण के दौरान अत्यधिक शोर उत्पन्न कर सकता है। यदि रिसीवर को इनपुट चरण के दौरान हस्तक्षेप स्रोत द्वारा एक गैर-रैखिक क्षेत्र में संचालित किया जाता है, तो उपरोक्त दो समस्याएं होंगी। इन समस्याओं से बचने के लिए, रिसीवर का अगला छोर बहुत रैखिक होना चाहिए।
इसलिए, "रैखिकता" भी रिसीवर के पीसीबी डिजाइन में एक महत्वपूर्ण विचार है। चूंकि रिसीवर एक संकीर्ण सर्किट है, इसलिए "इंटरमॉड्यूलेशन विरूपण" को मापकर गैर -आधार को मापा जाता है। इसमें समान आवृत्तियों के साथ दो साइन तरंगों या कोसाइन तरंगों का उपयोग करना शामिल है और इनपुट सिग्नल को चलाने के लिए केंद्र बैंड में स्थित है, और फिर इसके इंटरमॉड्यूलेशन के उत्पाद को मापना है। सामान्यतया, स्पाइस एक समय लेने वाली और लागत-गहन सिमुलेशन सॉफ्टवेयर है, क्योंकि विरूपण को समझने के लिए आवश्यक आवृत्ति संकल्प प्राप्त करने के लिए इसे कई लूप गणनाओं का प्रदर्शन करना पड़ता है।

आरएफ सर्किट सिमुलेशन में छोटे अपेक्षित संकेत

छोटे इनपुट संकेतों का पता लगाने के लिए रिसीवर बहुत संवेदनशील होना चाहिए। सामान्यतया, रिसीवर की इनपुट पावर 1 μV जितना छोटा हो सकता है। रिसीवर की संवेदनशीलता इसके इनपुट सर्किट द्वारा उत्पन्न शोर द्वारा सीमित है। इसलिए, रिसीवर के पीसीबी डिजाइन में शोर एक महत्वपूर्ण विचार है। इसके अलावा, सिमुलेशन उपकरण के साथ शोर की भविष्यवाणी करने की क्षमता अपरिहार्य है। चित्रा 1 एक विशिष्ट सुपरहेटरोडाइन रिसीवर है। प्राप्त सिग्नल को पहले फ़िल्टर किया जाता है, और फिर इनपुट सिग्नल को कम शोर एम्पलीफायर (LNA) द्वारा प्रवर्धित किया जाता है। फिर इस सिग्नल को एक मध्यवर्ती आवृत्ति (IF) में बदलने के लिए इस सिग्नल के साथ मिश्रण करने के लिए पहले स्थानीय थरथरानवाला (LO) का उपयोग करें। फ्रंट-एंड सर्किट का शोर प्रदर्शन मुख्य रूप से LNA, मिक्सर और LO पर निर्भर करता है। यद्यपि पारंपरिक मसाला शोर विश्लेषण एलएनए के शोर को पा सकता है, यह मिक्सर और एलओ के लिए बेकार है, क्योंकि इन ब्लॉकों में शोर बड़े एलओ सिग्नल से गंभीर रूप से प्रभावित होगा।
एक छोटे से इनपुट सिग्नल के लिए रिसीवर को एक महान प्रवर्धन फ़ंक्शन की आवश्यकता होती है, और आमतौर पर 120 डीबी के लाभ की आवश्यकता होती है। इस तरह के उच्च लाभ के साथ, आउटपुट एंड से इनपुट अंत तक वापस आने वाले किसी भी सिग्नल से समस्याएं हो सकती हैं। सुपरहेटरोडाइन रिसीवर आर्किटेक्चर का उपयोग करने का महत्वपूर्ण कारण यह है कि यह युग्मन की संभावना को कम करने के लिए कई आवृत्तियों में लाभ को वितरित कर सकता है। यह पहले लो की आवृत्ति को इनपुट सिग्नल की आवृत्ति से अलग बनाता है, जो बड़े हस्तक्षेप संकेतों को "दूषित" होने से छोटे इनपुट सिग्नल तक रोक सकता है।
विभिन्न कारणों से, कुछ वायरलेस संचार प्रणालियों में, प्रत्यक्ष रूपांतरण या होमोडीन आर्किटेक्चर सुपरहेटरोडाइन आर्किटेक्चर को बदल सकता है। इस आर्किटेक्चर में, आरएफ इनपुट सिग्नल को सीधे एक ही चरण में मौलिक आवृत्ति में बदल दिया जाता है। इसलिए, अधिकांश लाभ मौलिक आवृत्ति में है, और एलओ और इनपुट सिग्नल की आवृत्ति समान है। इस मामले में, युग्मन की एक छोटी मात्रा के प्रभाव को समझा जाना चाहिए, और "आवारा सिग्नल पथ" का एक विस्तृत मॉडल स्थापित किया जाना चाहिए, जैसे: युग्मन के माध्यम से सब्सट्रेट, पैकेज पिन और बॉन्डिंग तारों (बॉन्डवायर) के माध्यम से, और पावर लाइन के माध्यम से युग्मन।

रेडियो आवृत्ति सर्किट सिमुलेशन में आसन्न चैनल हस्तक्षेप

विरूपण भी ट्रांसमीटर में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। आउटपुट सर्किट में ट्रांसमीटर द्वारा उत्पन्न गैर-रैखिकता आसन्न चैनलों में प्रेषित सिग्नल के बैंडविड्थ को फैला सकती है। इस घटना को "स्पेक्ट्रल रेग्रोवथ" कहा जाता है। सिग्नल ट्रांसमीटर के पावर एम्पलीफायर (पीए) तक पहुंचने से पहले, इसका बैंडविड्थ सीमित है; लेकिन पीए में "इंटरमॉड्यूलेशन विरूपण" बैंडविड्थ को फिर से बढ़ाने का कारण होगा। यदि बैंडविड्थ बहुत अधिक बढ़ जाती है, तो ट्रांसमीटर अपने आसन्न चैनलों की बिजली आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर पाएगा। डिजिटल रूप से संशोधित संकेतों को प्रसारित करते समय, वास्तव में, स्पेक्ट्रम के आगे के विकास की भविष्यवाणी करने के लिए स्पाइस का उपयोग नहीं किया जा सकता है। क्योंकि एक प्रतिनिधि स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए लगभग 1,000 प्रतीकों (प्रतीक) के संचरण का अनुकरण किया जाना चाहिए, और उच्च-आवृत्ति वाहक तरंगों को संयुक्त किया जाना चाहिए, जो स्पाइस क्षणिक विश्लेषण को अव्यवहारिक बना देगा।