Čia keturios pagrindinės radijo dažnių grandinių charakteristikos bus aiškinamos iš keturių aspektų: radijo dažnio sąsaja, mažas norimas signalas, didelis trikdžių signalas ir gretimų kanalų trikdžiai bei pateikiami svarbūs veiksniai, kuriems PCB projektavimo procese reikia skirti ypatingą dėmesį.
Radijo dažnio grandinės modeliavimo radijo dažnių sąsaja
Belaidis siųstuvas ir imtuvas konceptualiai skirstomi į dvi dalis: bazinį dažnį ir radijo dažnį.Pagrindinis dažnis apima siųstuvo įvesties signalo dažnių diapazoną ir imtuvo išėjimo signalo dažnių diapazoną.Pagrindinio dažnio juostos plotis lemia pagrindinį duomenų srauto greitį sistemoje.Bazinis dažnis naudojamas siekiant pagerinti duomenų srauto patikimumą ir sumažinti siųstuvo apkrovą perdavimo terpei esant tam tikram duomenų perdavimo greičiui.Todėl projektuojant pagrindinio dažnio grandinę ant PCB, reikia daug signalų apdorojimo inžinerinių žinių.Siųstuvo radijo dažnio grandinė gali konvertuoti ir konvertuoti apdorotą bazinės juostos signalą į nurodytą kanalą ir įterpti šį signalą į perdavimo terpę.Priešingai, imtuvo radijo dažnio grandinė gali gauti signalą iš perdavimo terpės ir konvertuoti bei sumažinti dažnį į bazinį dažnį.
Siųstuvas turi du pagrindinius PCB projektavimo tikslus: pirmasis yra tas, kad jie turi perduoti tam tikrą galią ir sunaudoti mažiausią galią.Antra, jie negali trukdyti normaliam siųstuvų-imtuvų darbui gretimuose kanaluose.Kalbant apie imtuvą, yra trys pagrindiniai PCB projektavimo tikslai: pirma, jie turi tiksliai atkurti mažus signalus;antra, jie turi sugebėti pašalinti trukdančius signalus už pageidaujamo kanalo ribų;ir galiausiai, kaip ir siųstuvas, jie turi vartoti labai mažai energijos.
Didelis radijo dažnio grandinės modeliavimo trikdžių signalas
Imtuvas turi būti labai jautrus mažiems signalams, net kai yra didelių trikdžių signalų (kliūčių).Tokia situacija atsiranda bandant priimti silpną arba tolimojo perdavimo signalą, o šalia esantis galingas siųstuvas transliuoja gretimu kanalu.Trikdantis signalas gali būti nuo 60 iki 70 dB didesnis nei laukiamas signalas, ir jis gali būti padengtas dideliu kiekiu imtuvo įvesties fazės metu arba imtuvas gali generuoti per daug triukšmo įvesties fazės metu, kad blokuotų įprastų signalų priėmimą. .Jei imtuvą įvesties etape trukdžių šaltinis nukreipia į nelinijinę sritį, atsiras dvi pirmiau nurodytos problemos.Norint išvengti šių problemų, imtuvo priekinis galas turi būti labai linijinis.
Todėl „tiesiškumas“ taip pat yra svarbus imtuvo PCB dizaino aspektas.Kadangi imtuvas yra siaurajuostė grandinė, netiesiškumas matuojamas išmatuojant „tarpmoduliacijos iškraipymą“.Tai reiškia, kad įvesties signalui valdyti naudojamos dvi sinusinės arba kosinusinės bangos, kurių dažnis yra panašus ir yra centrinėje juostoje, o tada išmatuojamas jo intermoduliacijos sandauga.Paprastai tariant, SPICE yra daug laiko ir daug kainuojanti modeliavimo programinė įranga, nes ji turi atlikti daugybę kilpos skaičiavimų, kad gautų reikiamą dažnio skiriamąją gebą, kad suprastų iškraipymą.
Mažas laukiamas signalas RF grandinės modeliavime
Imtuvas turi būti labai jautrus, kad aptiktų mažus įvesties signalus.Paprastai tariant, imtuvo įvesties galia gali būti net 1 μV.Imtuvo jautrumą riboja jo įvesties grandinės keliamas triukšmas.Todėl triukšmas yra svarbus imtuvo PCB dizaino aspektas.Be to, gebėjimas numatyti triukšmą naudojant modeliavimo priemones yra būtinas.1 paveiksle yra tipiškas superheterodino imtuvas.Gautas signalas pirmiausia filtruojamas, o po to įvesties signalas sustiprinamas mažo triukšmo stiprintuvu (LNA).Tada naudokite pirmąjį vietinį generatorių (LO), kad sumaišytumėte su šiuo signalu, kad konvertuotumėte šį signalą į tarpinį dažnį (IF).Priekinės grandinės triukšmingumas daugiausia priklauso nuo LNA, maišytuvo ir LO.Nors tradicinė SPICE triukšmo analizė gali rasti LNA triukšmą, ji nenaudinga maišytuvui ir LO, nes triukšmą šiuose blokuose rimtai paveiks didelis LO signalas.
Mažas įvesties signalas reikalauja, kad imtuvas turėtų puikią stiprinimo funkciją, o paprastai reikalingas 120 dB stiprinimas.Esant tokiam dideliam stiprumui, bet koks signalas, sujungtas iš išvesties galo atgal į įvesties galą, gali sukelti problemų.Svarbi priežastis, kodėl naudojama superheterodino imtuvo architektūra, yra ta, kad ji gali paskirstyti stiprinimą keliais dažniais, kad sumažintų sujungimo galimybę.Dėl to pirmojo LO dažnis skiriasi nuo įvesties signalo dažnio, o tai gali užkirsti kelią dideliems trikdžių signalams „užteršti“ mažus įvesties signalus.
Dėl įvairių priežasčių kai kuriose belaidžio ryšio sistemose tiesioginė konversija arba homodino architektūra gali pakeisti superheterodino architektūrą.Šioje architektūroje RF įvesties signalas vienu žingsniu tiesiogiai konvertuojamas į pagrindinį dažnį.Todėl didžioji stiprinimo dalis yra pagrindiniame dažnyje, o LO ir įvesties signalo dažnis yra toks pat.Tokiu atveju reikia suprasti nedidelio jungties kiekio įtaką ir sukurti išsamų „klaidžiojo signalo kelio“ modelį, pavyzdžiui: sujungimas per pagrindą, pakuotės kaiščiai ir sujungimo laidai (Bondwire) tarp jungtis ir jungtis per elektros liniją.
Gretutinių kanalų trikdžiai radijo dažnių grandinės modeliavime
Iškraipymas taip pat vaidina svarbų vaidmenį siųstuve.Netiesiškumas, kurį generuoja siųstuvas išėjimo grandinėje, gali paskleisti perduodamo signalo dažnių juostos plotį gretimuose kanaluose.Šis reiškinys vadinamas „spektriniu ataugimu“.Prieš signalui pasiekiant siųstuvo galios stiprintuvą (PA), jo pralaidumas yra ribotas;bet dėl PA „tarpmoduliacijos iškraipymo“ dažnių juostos plotis vėl padidės.Jei pralaidumas bus per didelis, siųstuvas negalės patenkinti gretimų kanalų galios reikalavimų.Perduodant skaitmeniniu būdu moduliuotus signalus, SPICE negalima naudoti tolesniam spektro augimui prognozuoti.Kadangi maždaug 1000 simbolių (simbolių) perdavimas turi būti imituojamas, kad būtų gautas reprezentatyvus spektras, o aukšto dažnio nešlio bangos turi būti sujungtos, todėl SPICE pereinamoji analizė taps nepraktiška.