यहाँ, रेडियो फ्रिक्वेन्सी सर्किटका चार आधारभूत विशेषताहरूलाई चार पक्षबाट व्याख्या गरिनेछ: रेडियो फ्रिक्वेन्सी इन्टरफेस, सानो इच्छित संकेत, ठूलो हस्तक्षेप संकेत, र छेउछाउ च्यानल हस्तक्षेप, र PCB डिजाइन प्रक्रियामा विशेष ध्यान दिनु पर्ने महत्त्वपूर्ण कारकहरू दिइएको छ।

रेडियो फ्रिक्वेन्सी सर्किट सिमुलेशनको रेडियो फ्रिक्वेन्सी इन्टरफेस

वायरलेस ट्रान्समिटर र रिसीभरलाई अवधारणागत रूपमा दुई भागमा विभाजन गरिएको छ: आधार फ्रिक्वेन्सी र रेडियो फ्रिक्वेन्सी। आधारभूत फ्रिक्वेन्सीमा ट्रान्समिटरको इनपुट सिग्नलको फ्रिक्वेन्सी दायरा र रिसीभरको आउटपुट सिग्नलको फ्रिक्वेन्सी दायरा समावेश हुन्छ। आधारभूत आवृत्तिको ब्यान्डविथले प्रणालीमा डाटा प्रवाह गर्न सक्ने आधारभूत दर निर्धारण गर्दछ। आधार फ्रिक्वेन्सी डाटा स्ट्रिमको विश्वसनीयता सुधार गर्न र एक विशिष्ट डाटा प्रसारण दर अन्तर्गत ट्रान्समिशन माध्यममा ट्रान्समिटरले लगाएको लोड कम गर्न प्रयोग गरिन्छ। त्यसकारण, PCB मा आधारभूत फ्रिक्वेन्सी सर्किट डिजाइन गर्दा धेरै सिग्नल प्रोसेसिङ इन्जिनियरिङ ज्ञान आवश्यक हुन्छ। ट्रान्समिटरको रेडियो फ्रिक्वेन्सी सर्किटले प्रशोधित बेसब्यान्ड सिग्नललाई निर्दिष्ट च्यानलमा रूपान्तरण र अप-रूपान्तरण गर्न सक्छ, र यो सिग्नललाई प्रसारण माध्यममा इन्जेक्सन गर्न सक्छ। यसको विपरित, रिसीभरको रेडियो फ्रिक्वेन्सी सर्किटले प्रसारण माध्यमबाट संकेत प्राप्त गर्न सक्छ, र रूपान्तरण गर्न र आवृत्तिलाई आधार आवृत्तिमा घटाउन सक्छ।
ट्रान्समिटरसँग दुईवटा मुख्य PCB डिजाइन लक्ष्यहरू छन्: पहिलो हो कि तिनीहरूले कम्तिमा कम्तिमा पावर खपत गर्दा एक विशेष शक्ति प्रसारण गर्नुपर्छ। दोस्रो हो कि तिनीहरूले छेउछाउका च्यानलहरूमा ट्रान्सीभरहरूको सामान्य सञ्चालनमा हस्तक्षेप गर्न सक्दैनन्। जहाँसम्म रिसीभर चिन्तित छ, त्यहाँ तीन मुख्य पीसीबी डिजाइन लक्ष्यहरू छन्: पहिलो, तिनीहरूले सही रूपमा साना संकेतहरू पुनर्स्थापित गर्नुपर्छ; दोस्रो, तिनीहरूले इच्छित च्यानल बाहिर हस्तक्षेप संकेतहरू हटाउन सक्षम हुनुपर्छ; र अन्तिममा, ट्रान्समिटर जस्तै, तिनीहरूले धेरै सानो शक्ति खपत गर्नुपर्छ।

रेडियो फ्रिक्वेन्सी सर्किट सिमुलेशन को ठूलो हस्तक्षेप संकेत

ठूला हस्तक्षेप संकेतहरू (अवरोधहरू) हुँदा पनि रिसीभर साना संकेतहरूप्रति धेरै संवेदनशील हुनुपर्छ। कमजोर वा लामो दूरीको प्रसारण संकेत प्राप्त गर्ने प्रयास गर्दा यो अवस्था उत्पन्न हुन्छ, र नजिकैको शक्तिशाली ट्रान्समिटर नजिकैको च्यानलमा प्रसारण भइरहेको छ। हस्तक्षेप गर्ने संकेत अपेक्षित संकेत भन्दा 60 देखि 70 dB ठूलो हुन सक्छ, र यो रिसीभरको इनपुट चरणको समयमा ठूलो मात्रामा कभर गर्न सकिन्छ, वा प्राप्तकर्ताले सामान्य संकेतहरूको रिसेप्शन रोक्नको लागि इनपुट चरणमा अत्यधिक आवाज उत्पन्न गर्न सक्छ। । यदि रिसीभर इनपुट चरणको बखत हस्तक्षेप स्रोत द्वारा गैर-रैखिक क्षेत्रमा चलाइयो भने, माथिका दुई समस्याहरू देखा पर्नेछ। यी समस्याहरूबाट बच्न, रिसीभरको अगाडिको छेउ धेरै रैखिक हुनुपर्छ।
त्यसकारण, "रेखापन" पनि रिसीभरको पीसीबी डिजाइनमा महत्त्वपूर्ण विचार हो। रिसीभर एक संकीर्ण सर्किट भएकोले, ननलाइनरिटी "इन्टरमोड्युलेसन विरूपण" मापन गरेर मापन गरिन्छ। यसमा दुई साइन तरंगहरू वा समान फ्रिक्वेन्सीहरूका साथ कोसाइन तरंगहरू प्रयोग गरी इनपुट सिग्नल ड्राइभ गर्न केन्द्र ब्यान्डमा अवस्थित हुन्छ, र त्यसपछि यसको इन्टरमोड्युलेसनको उत्पादन नापिन्छ। सामान्यतया, SPICE एक समय-उपभोग र लागत-गहन सिमुलेशन सफ्टवेयर हो, किनकि यसले विरूपण बुझ्नको लागि आवश्यक फ्रिक्वेन्सी रिजोल्युसन प्राप्त गर्न धेरै लूप गणनाहरू प्रदर्शन गर्नुपर्छ।

आरएफ सर्किट सिमुलेशनमा सानो अपेक्षित संकेत

रिसीभर साना इनपुट संकेतहरू पत्ता लगाउन धेरै संवेदनशील हुनुपर्छ। सामान्यतया, रिसीभरको इनपुट पावर 1 μV जति सानो हुन सक्छ। रिसिभरको संवेदनशीलता यसको इनपुट सर्किट द्वारा उत्पन्न शोर द्वारा सीमित छ। त्यसकारण, रिसीभरको पीसीबी डिजाइनमा शोर महत्त्वपूर्ण विचार हो। यसबाहेक, सिमुलेशन उपकरणहरूको साथ शोर भविष्यवाणी गर्ने क्षमता अपरिहार्य छ। चित्र 1 एक विशिष्ट सुपरहेटेरोडाइन रिसीभर हो। प्राप्त संकेत पहिले फिल्टर गरिएको छ, र त्यसपछि इनपुट संकेत एक कम शोर एम्पलीफायर (LNA) द्वारा प्रवर्धित छ। त्यसपछि यो सङ्केतलाई मध्यवर्ती फ्रिक्वेन्सी (IF) मा रूपान्तरण गर्न यस सङ्केतसँग मिसाउनको लागि पहिलो स्थानीय थरथरानवाला (LO) प्रयोग गर्नुहोस्। फ्रन्ट-एन्ड सर्किटको शोर प्रदर्शन मुख्यतया LNA, मिक्सर र LO मा निर्भर गर्दछ। यद्यपि परम्परागत SPICE शोर विश्लेषणले LNA को आवाज फेला पार्न सक्छ, यो मिक्सर र LO को लागि बेकार छ, किनकि यी ब्लकहरूमा भएको आवाज ठूलो LO संकेतले गम्भीर रूपमा प्रभावित हुनेछ।
एउटा सानो इनपुट सिग्नललाई रिसीभरलाई ठूलो एम्प्लीफिकेशन प्रकार्य हुन आवश्यक छ, र सामान्यतया 120 dB को लाभ चाहिन्छ। यस्तो उच्च लाभको साथ, आउटपुट अन्त्यबाट इनपुट अन्त्यमा जोडिएको कुनै पनि संकेतले समस्या निम्त्याउन सक्छ। सुपरहेटेरोडाइन रिसीभर आर्किटेक्चर प्रयोग गर्नुको महत्त्वपूर्ण कारण यो हो कि यसले युग्मनको सम्भावना कम गर्न धेरै फ्रिक्वेन्सीहरूमा लाभ वितरण गर्न सक्छ। यसले पहिलो LO को फ्रिक्वेन्सी इनपुट सिग्नलको फ्रिक्वेन्सी भन्दा फरक बनाउँछ, जसले ठूलो हस्तक्षेप संकेतहरूलाई सानो इनपुट संकेतहरूमा "दूषित" हुनबाट रोक्न सक्छ।
विभिन्न कारणहरूका लागि, केही ताररहित सञ्चार प्रणालीहरूमा, प्रत्यक्ष रूपान्तरण वा होमोडाइन वास्तुकलाले सुपरहेटेरोडाइन वास्तुकलालाई प्रतिस्थापन गर्न सक्छ। यस वास्तुकलामा, आरएफ इनपुट संकेतलाई एकल चरणमा सिधै आधारभूत फ्रिक्वेन्सीमा रूपान्तरण गरिन्छ। त्यसकारण, धेरै जसो लाभ मौलिक फ्रिक्वेन्सीमा छ, र LO र इनपुट संकेतको आवृत्ति समान छ। यस अवस्थामा, थोरै मात्रामा युग्मनको प्रभावलाई बुझ्नुपर्छ, र "स्ट्रे सिग्नल पथ" को विस्तृत मोडेल स्थापना गरिनुपर्छ, जस्तै: सब्सट्रेट, प्याकेज पिन, र बन्डिङ तारहरू (बन्डवायर) मार्फत जोड्ने। युग्मन, र पावर लाइन मार्फत युग्मन।

रेडियो फ्रिक्वेन्सी सर्किट सिमुलेशनमा आसन्न च्यानल हस्तक्षेप

ट्रान्समिटरमा विरूपणले पनि महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। आउटपुट सर्किटमा ट्रान्समिटरले उत्पन्न गरेको गैर-रेखीयताले छेउछाउका च्यानलहरूमा प्रसारित सिग्नलको ब्यान्डविथ फैलाउन सक्छ। यो घटनालाई "स्पेक्ट्रल रिग्रोथ" भनिन्छ। सिग्नल ट्रान्समिटरको पावर एम्पलीफायर (PA) मा पुग्नु अघि, यसको ब्यान्डविथ सीमित छ; तर PA मा "intermodulation distortion" ले ब्यान्डविथ फेरि बढाउनेछ। यदि ब्यान्डविथ धेरै बढ्यो भने, ट्रान्समिटरले यसको छेउछाउका च्यानलहरूको पावर आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्षम हुनेछैन। डिजिटल मोड्युलेटेड सिग्नलहरू प्रसारण गर्दा, वास्तवमा, स्पेक्ट्रमको थप वृद्धिको भविष्यवाणी गर्न SPICE प्रयोग गर्न सकिँदैन। किनभने लगभग 1,000 प्रतीकहरू (प्रतीक) को प्रसारण प्रतिनिधि स्पेक्ट्रम प्राप्त गर्न नक्कल हुनुपर्छ, र उच्च आवृत्ति क्यारियर तरंगहरू संयुक्त हुनुपर्छ, जसले SPICE क्षणिक विश्लेषण अव्यावहारिक बनाउनेछ।