여기서, 무선 주파수 회로의 4 가지 기본 특성은 4 가지 측면에서 해석 될 것이다 : 무선 주파수 인터페이스, 작은 원하는 신호, 큰 간섭 신호 및 인접한 채널 간섭 및 PCB 설계 프로세스에 특별한주의가 필요한 중요한 요소가 제공됩니다.

무선 주파수 회로 시뮬레이션의 무선 주파수 인터페이스

무선 송신기와 수신기는 개념적으로 기본 주파수와 무선 주파수의 두 부분으로 나뉩니다. 기본 주파수는 송신기의 입력 신호의 주파수 범위와 수신기의 출력 신호의 주파수 범위를 포함합니다. 기본 주파수의 대역폭은 시스템에서 데이터가 흐를 수있는 기본 속도를 결정합니다. 기본 주파수는 데이터 스트림의 신뢰성을 향상시키고 특정 데이터 전송 속도 하에서 송신기의 송신기에 의해 부과 된 부하를 줄이는 데 사용됩니다. 따라서 PCB에 기본 주파수 회로를 설계 할 때 많은 신호 처리 엔지니어링 지식이 필요합니다. 송신기의 무선 주파수 회로는 처리 된베이스 밴드 신호를 지정된 채널로 변환하고 상향 조정할 수 있으며이 신호를 전송 매체에 주입 할 수 있습니다. 반대로, 수신기의 무선 주파수 회로는 전송 매체로부터 신호를 얻고 주파수를 기본 주파수로 변환하고 줄일 수 있습니다.
송신기에는 두 가지 주요 PCB 설계 목표가 있습니다. 첫 번째는 가능한 최소 전력을 소비하면서 특정 전력을 전송해야한다는 것입니다. 두 번째는 인접 채널에서 트랜시버의 정상적인 작동을 방해 할 수 없다는 것입니다. 수신기에 관한 한 세 가지 주요 PCB 설계 목표가 있습니다. 첫째, 작은 신호를 정확하게 복원해야합니다. 둘째, 원하는 채널 외부의 간섭 신호를 제거 할 수 있어야합니다. 마지막으로 송신기와 마찬가지로 전력을 매우 작게 소비해야합니다.

무선 주파수 회로 시뮬레이션의 큰 간섭 신호

수신기는 큰 간섭 신호가 큰 경우에도 작은 신호에 매우 민감해야합니다 (장애물). 이 상황은 약하거나 장거리 전송 신호를받을 때 발생하며 인근의 강력한 송신기는 인접한 채널에서 방송됩니다. 간섭 신호는 예상 신호보다 60 ~ 70dB 더 클 수 있으며, 수신기의 입력 단계 동안 대량으로 덮을 수 있거나 수신기는 입력 단계에서 과도한 노이즈를 생성하여 정상 신호의 수신을 차단할 수 있습니다. 수신기가 입력 단계 동안 간섭 소스에 의해 비선형 영역으로 구동되는 경우 위의 두 가지 문제가 발생합니다. 이러한 문제를 피하려면 수신기의 프론트 엔드가 매우 선형이어야합니다.
따라서 "선형성"은 수신기의 PCB 설계에서 중요한 고려 사항입니다. 수신기는 좁은 대역 회로이기 때문에 비선형 성은 "간 수정 왜곡"을 측정하여 측정합니다. 여기에는 비슷한 주파수를 가진 두 개의 사인파 또는 코사인 파를 사용하고 중앙 밴드에 위치하여 입력 신호를 구동 한 다음 인터 모제의 생성물을 측정하는 것이 포함됩니다. 일반적으로 Spice는 시간이 많이 걸리고 비용 집약적 인 시뮬레이션 소프트웨어입니다. 왜냐하면 왜곡을 이해하기 위해 필요한 주파수 해상도를 얻기 위해 많은 루프 계산을 수행해야하기 때문입니다.

RF 회로 시뮬레이션의 작은 예상 신호

수신기는 작은 입력 신호를 감지하는 데 매우 민감해야합니다. 일반적으로 수신기의 입력 전력은 1 μV만큼 작을 수 있습니다. 수신기의 감도는 입력 회로에 의해 생성 된 노이즈에 의해 제한됩니다. 따라서 소음은 수신기의 PCB 설계에서 중요한 고려 사항입니다. 또한 시뮬레이션 도구로 노이즈를 예측하는 기능은 필수 불가결합니다. 그림 1은 전형적인 슈퍼 헤테로이드 수신기입니다. 수신 된 신호를 먼저 필터링 한 다음 입력 신호는 저음 증폭기 (LNA)로 증폭됩니다. 그런 다음 첫 번째 로컬 오실레이터 (LO)를 사용 하여이 신호와 혼합 하여이 신호를 중간 주파수 (IF)로 변환하십시오. 프론트 엔드 회로의 노이즈 성능은 주로 LNA, 믹서 및 LO에 따라 다릅니다. 기존의 향신료 노이즈 분석에서 LNA의 노이즈를 찾을 수는 있지만 믹서와 LO의 경우에는 쓸모가 없습니다.이 블록의 노이즈는 큰 LO 신호의 심각한 영향을 받기 때문입니다.
작은 입력 신호는 수신기가 큰 증폭 기능을 갖도록 요구하며 일반적으로 120dB의 이득이 필요합니다. 이러한 높은 게인으로 인해 출력 종료로부터 결합 된 신호는 입력 끝으로 다시 발생하면 문제가 발생할 수 있습니다. Superheterodyne 수신기 아키텍처를 사용하는 중요한 이유는 커플 링 가능성을 줄이기 위해 여러 주파수로 게인을 분배 할 수 있기 때문입니다. 이것은 또한 첫 번째 LO의 주파수가 입력 신호의 주파수와 다르기 때문에 큰 간섭 신호가 "오염 된"입력 신호로의 큰 간섭 신호가 방지 될 수 있습니다.
여러 가지 이유로 일부 무선 통신 시스템에서 직접 변환 또는 homodyne 아키텍처는 초 헤테로드 인 아키텍처를 대체 할 수 있습니다. 이 아키텍처에서 RF 입력 신호는 단일 단계에서 기본 주파수로 직접 변환됩니다. 따라서 대부분의 게인은 기본 주파수에 있으며 LO의 주파수와 입력 신호는 동일합니다. 이 경우 소량의 커플 링의 영향을 이해해야하며, 기판을 통한 커플 링, 패키지 핀 및 결합 와이어 (Bondwire)와 전원 라인을 통한 커플 링과 같은 "길 잃은 신호 경로"의 상세한 모델을 설정해야합니다.

무선 주파수 회로 시뮬레이션에서 인접한 채널 간섭

왜곡은 또한 송신기에서 중요한 역할을합니다. 출력 회로에서 송신기에 의해 생성 된 비선형 성은 인접 채널에서 전송 된 신호의 대역폭을 퍼뜨릴 수 있습니다. 이 현상을 "스펙트럼 재성장"이라고합니다. 신호가 송신기의 전력 증폭기 (PA)에 도달하기 전에 대역폭이 제한됩니다. 그러나 PA의 "인터 교정 왜곡"으로 인해 대역폭이 다시 증가합니다. 대역폭이 너무 많이 증가하면 송신기가 인접 채널의 전력 요구 사항을 충족 할 수 없습니다. 디지털 조절 된 신호를 전송할 때, 실제로, Spice는 스펙트럼의 추가 성장을 예측하는 데 사용될 수 없습니다. 대표적인 스펙트럼을 얻기 위해 약 1,000 개의 기호 (기호)의 전송을 시뮬레이션해야하며, 고주파 캐리어 파를 결합하여 향신료 일시적 분석을 실용적으로 만들어야합니다.