Šeit četri radiofrekvences ķēžu pamatīpašības tiks interpretētas no četriem aspektiem: radiofrekvences saskarne, mazs vēlamais signāls, liels traucējumu signāls un blakus esošie kanāla traucējumi, kā arī svarīgi faktori, kuriem PCB projektēšanas procesā jāpievērš īpaša uzmanība.

Radiofrekvences shēmas simulācijas radiofrekvences saskarne

Bezvadu raidītājs un uztvērējs ir konceptuāli sadalīti divās daļās: bāzes frekvence un radio frekvence. Pamata frekvence ietver raidītāja ieejas signāla frekvences diapazonu un uztvērēja izejas signāla frekvences diapazonu. Pamata frekvences joslas platums nosaka pamata ātrumu, ar kādu dati var plūst sistēmā. Pamata frekvenci izmanto, lai uzlabotu datu plūsmas ticamību un samazinātu slodzi, ko raidītājs uzliek pārraides vidē ar noteiktu datu pārraides ātrumu. Tāpēc, projektējot PCB, ir nepieciešams daudz signālu apstrādes inženiertehnisko zināšanu, kas ir nepieciešama, izstrādājot fundamentālu frekvences ķēdi. Raidītāja radiofrekvences ķēde var pārveidot un augšupvērst apstrādāto pamatjoslas signālu izraudzītā kanālā un ievadīt šo signālu pārraides vidē. Gluži pretēji, uztvērēja radiofrekvences ķēde var iegūt signālu no transmisijas barotnes un pārveidot un samazināt frekvenci uz bāzes frekvenci.
Raidītājam ir divi galvenie PCB dizaina mērķi: pirmais ir tas, ka viņiem ir jāpārraida noteikta jauda, ​​vienlaikus patērējot vismazāko iespējamo jaudu. Otrais ir tas, ka tie nevar traucēt parasto raiduztvērēju darbību blakus esošajos kanālos. Ciktāl tas attiecas uz uztvērēju, ir trīs galvenie PCB dizaina mērķi: pirmkārt, viņiem precīzi jāatjauno mazi signāli; Otrkārt, viņiem jāspēj noņemt traucējošus signālus ārpus vēlamā kanāla; Un visbeidzot, tāpat kā raidītājam, viņiem jālieto ļoti maza jauda.

Liels traucējumu signāls par radiofrekvences ķēdes simulāciju

Uztvērējam jābūt ļoti jutīgam pret maziem signāliem, pat ja ir lieli traucējumu signāli (šķēršļi). Šī situācija rodas, mēģinot saņemt vāju vai tālsatiksmes pārraides signālu, un tuvumā esošais jaudīgais raidītājs tiek pārraidīts blakus esošajā kanālā. Traucējošais signāls var būt no 60 līdz 70 dB lielāks nekā paredzētais signāls, un to var pārklāt lielā daudzumā uztvērēja ievades fāzē, vai uztvērējs var radīt pārmērīgu troksni ievades fāzē, lai bloķētu normālu signālu uztveršanu. Ja uztvērēju ievadīšanas posmā iejaukšanās avots tiek ievadīts nelineārā reģionā, iepriekšminētās divas problēmas notiks. Lai izvairītos no šīm problēmām, uztvērēja priekšējam galam jābūt ļoti lineāram.
Tāpēc “linearitāte” ir arī svarīgs apsvērums uztvērēja PCB projektēšanā. Tā kā uztvērējs ir šaurjoslas ķēde, nelinearitāti mēra, izmērot “intermodulācijas kropļojumus”. Tas ietver divu sinusa viļņu vai kosinusa viļņu izmantošanu ar līdzīgām frekvencēm un atrodas centrālajā joslā, lai vadītu ieejas signālu, un pēc tam izmērīt tā intermodulācijas produktu. Vispārīgi runājot, garšviela ir laikietilpīga un izmaksu ietilpīga simulācijas programmatūra, jo, lai izprastu kropļojumus, tai ir jāveic daudzi cilpas aprēķini, lai iegūtu nepieciešamo frekvences izšķirtspēju.

Mazs paredzamais signāls RF shēmas simulācijā

Uztvērējam jābūt ļoti jutīgam, lai noteiktu mazus ievades signālus. Vispārīgi runājot, uztvērēja ieejas jauda var būt tik maza kā 1 μV. Uztvērēja jutīgumu ierobežo troksnis, ko rada tā ievades ķēde. Tāpēc troksnis ir svarīgs apsvērums uztvērēja PCB dizainā. Turklāt spēja paredzēt troksni ar simulācijas rīkiem ir neaizstājama. 1. attēls ir tipisks superheterodīna uztvērējs. Saņemtais signāls tiek filtrēts vispirms, un pēc tam ieejas signālu pastiprina ar zema trokšņa pastiprinātāju (LNA). Pēc tam izmantojiet pirmo vietējo oscilatoru (LO), lai sajauktu ar šo signālu, lai pārveidotu šo signālu starpposma frekvencē (IF). Priekšējās daļas trokšņa veiktspēja galvenokārt ir atkarīga no LNA, maisītāja un LO. Lai arī tradicionālā garšvielu trokšņa analīze var atrast LNA troksni, tas ir bezjēdzīgs maisītājam un LO, jo troksni šajos blokos nopietni ietekmēs lielais LO signāls.
Nelielam ieejas signālam ir nepieciešams, lai uztvērējam būtu lieliska pastiprināšanas funkcija, un tam parasti ir nepieciešams pieaugums 120 dB. Ar tik lielu pastiprinājumu jebkurš signāls, kas savienots no izejas gala līdz ieejas galam, var radīt problēmas. Svarīgs iemesls Superheterodyne uztvērēja arhitektūras izmantošanai ir tas, ka tas var sadalīt ieguvumu vairākās frekvencēs, lai samazinātu savienošanas iespēju. Tas arī padara pirmās LO frekvenci atšķirīgu no ieejas signāla frekvences, kas var novērst lielus traucējumu signālus no “piesārņotiem” līdz maziem ieejas signāliem.
Dažādu iemeslu dēļ dažās bezvadu sakaru sistēmās tieša pārveidošana vai homodyne arhitektūra var aizstāt Superheterodyne arhitektūru. Šajā arhitektūrā RF ieejas signāls tiek tieši pārveidots par pamata frekvenci vienā solī. Tāpēc lielākā daļa ieguvuma ir pamatfrekvencē, un LO un ieejas signāla frekvence ir vienāda. Šajā gadījumā ir jāsaprot neliela savienojuma daudzuma ietekme, un ir jāizveido detalizēts “klaiņojošā signāla ceļa” modelis, piemēram: savienojums caur substrātu, iesaiņojuma tapas un vadu savienošanu (saites vadu) starp savienojumu un savienojumu caur elektrības līniju.

Blakus esošie kanāla traucējumi radio frekvences shēmas simulācijā

Izkropļiem ir arī svarīga loma raidītājā. Nelinearitāte, ko raidītājs ģenerē izejas ķēdē, var izplatīt pārraidītā signāla joslas platumu blakus esošajos kanālos. Šo parādību sauc par “spektrālo atjaunošanos”. Pirms signāls sasniedz raidītāja jaudas pastiprinātāju (PA), tā joslas platums ir ierobežots; Bet “intermodulācijas izkropļojumi” PA liks joslas platuma palielināšanai atkal palielināties. Ja joslas platums ir pārāk palielināts, raidītājs nespēs izpildīt blakus esošo kanālu jaudas prasības. Pārraidot digitāli modulētus signālus, faktiski garšvielu nevar izmantot, lai prognozētu turpmāku spektra augšanu. Tā kā, lai iegūtu reprezentatīvu spektru, ir jāsimulē apmēram 1000 simbolu (simbola) pārraide, un jāapvieno augstas frekvences nesēja viļņi, kas padarīs garšvielu īslaicīgu analīzi nepraktisku.