Hier worden de vier basiskenmerken van radiofrequentiecircuits geïnterpreteerd uit vier aspecten: radiofrequentie -interface, klein gewenst signaal, groot interferentiesignaal en aangrenzende kanaalinterferentie, en de belangrijke factoren die speciale aandacht nodig hebben in het PCB -ontwerpproces worden gegeven.

Radiofrequentie -interface van radiofrequentiecircuitsimulatie

De draadloze zender en ontvanger zijn conceptueel verdeeld in twee delen: basisfrequentie en radiofrequentie. De fundamentele frequentie omvat het frequentiebereik van het ingangssignaal van de zender en het frequentiebereik van het uitgangssignaal van de ontvanger. De bandbreedte van de fundamentele frequentie bepaalt de fundamentele snelheid waarmee gegevens in het systeem kunnen stromen. De basisfrequentie wordt gebruikt om de betrouwbaarheid van de gegevensstroom te verbeteren en de belasting te verminderen die door de zender op het transmissiemedium wordt opgelegd onder een specifieke gegevensoverdracht. Daarom is veel kennis van de signaalverwerking vereist bij het ontwerpen van een fundamenteel frequentiecircuit op een PCB. Het radiofrequentiecircuit van de zender kan het bewerkte basisbandsignaal omzetten en omzetten naar een aangewezen kanaal en dit signaal in het transmissiemedium injecteren. Integendeel, het radiofrequentiecircuit van de ontvanger kan het signaal van het transmissiemedium verkrijgen en de frequentie omzetten en verminderen naar de basisfrequentie.
Zender heeft twee hoofddoelen voor het ontwerpen van PCB: de eerste is dat ze een specifiek vermogen moeten overbrengen en de minste kracht kunnen consumeren. De tweede is dat ze niet kunnen verstoren met de normale werking van transceivers in aangrenzende kanalen. Wat de ontvanger betreft, zijn er drie hoofddoelen voor het ontwerpen van PCB: ten eerste moeten ze kleine signalen nauwkeurig herstellen; Ten tweede moeten ze in staat zijn om interfererende signalen buiten het gewenste kanaal te verwijderen; En ten slotte moeten ze, net als de zender, de kracht erg klein consumeren.

Groot interferentiesignaal van radiofrequentiecircuitsimulatie

De ontvanger moet erg gevoelig zijn voor kleine signalen, zelfs wanneer er grote interferentiesignalen (obstakels) zijn. Deze situatie treedt op bij het proberen om een ​​zwak of langeafstandstransmissiesignaal te ontvangen, en een krachtige zender in de buurt wordt uitgezonden in een aangrenzend kanaal. Het interfererende signaal kan 60 tot 70 dB groter zijn dan het verwachte signaal, en het kan worden bedekt met een grote hoeveelheid tijdens de ingangsfase van de ontvanger, of de ontvanger kan overmatige ruis genereren tijdens de ingangsfase om de ontvangst van normale signalen te blokkeren. Als de ontvanger door de interferentiebron in een niet-lineair gebied wordt gedreven tijdens de invoerfase, zullen de bovenstaande twee problemen optreden. Om deze problemen te voorkomen, moet de voorkant van de ontvanger erg lineair zijn.
Daarom is "lineariteit" ook een belangrijke overweging bij het PCB -ontwerp van de ontvanger. Omdat de ontvanger een smalbandcircuit is, wordt de niet -lineariteit gemeten door het meten van "intermodulatie vervorming". Dit omvat het gebruik van twee sinusgolven of cosinusgolven met vergelijkbare frequenties en zich in de middelste band bevinden om het ingangssignaal aan te sturen en vervolgens het product van zijn intermodulatie te meten. Over het algemeen is Spice een tijdrovende en kostenintensieve simulatiesoftware, omdat het veel lusberekeningen moet uitvoeren om de vereiste frequentieresolutie te krijgen om de vervorming te begrijpen.

Klein verwacht signaal in RF -circuitsimulatie

De ontvanger moet erg gevoelig zijn om kleine invoersignalen te detecteren. Over het algemeen kan de invoerkracht van de ontvanger zo klein zijn als 1 μV. De gevoeligheid van de ontvanger wordt beperkt door de ruis die wordt gegenereerd door het ingangscircuit. Daarom is ruis een belangrijke overweging in het PCB -ontwerp van de ontvanger. Bovendien is het vermogen om ruis met simulatietools te voorspellen onmisbaar. Figuur 1 is een typische superheterodyne -ontvanger. Het ontvangen signaal wordt eerst gefilterd en vervolgens wordt het ingangssignaal versterkt door een lage ruisversterker (LNA). Gebruik vervolgens de eerste lokale oscillator (LO) om met dit signaal te mengen om dit signaal om te zetten in een tussenliggende frequentie (IF). De ruisprestaties van het front-end circuit hangen voornamelijk af van het LNA, Mixer en LO. Hoewel de traditionele specerijenruisanalyse de ruis van het LNA kan vinden, is het nutteloos voor de mixer en LO, omdat de ruis in deze blokken serieus zal worden beïnvloed door het grote LO -signaal.
Een klein ingangssignaal vereist dat de ontvanger een geweldige versterkingsfunctie heeft en meestal een winst van 120 dB vereist. Met zo'n hoge versterking kan elk signaal dat wordt gekoppeld aan het uitputuiteinde van het invoeruiteinde, problemen veroorzaken. De belangrijke reden voor het gebruik van de superheterodyne -ontvangerarchitectuur is dat het de winst in verschillende frequenties kan verdelen om de kans op koppeling te verminderen. Hierdoor verschilt ook de frequentie van de eerste LO van de frequentie van het ingangssignaal, waardoor grote interferentiesignalen kunnen worden "vervuild" tot kleine ingangssignalen.
Om verschillende redenen kan in sommige draadloze communicatiesystemen directe conversie of homodyne -architectuur de superheterodyne -architectuur vervangen. In deze architectuur wordt het RF -ingangssignaal direct omgezet in de fundamentele frequentie in een enkele stap. Daarom is het grootste deel van de winst in de fundamentele frequentie en is de frequentie van de LO en het ingangssignaal hetzelfde. In dit geval moet de invloed van een kleine hoeveelheid koppeling worden begrepen, en een gedetailleerd model van het "verdwaalde signaalpad" moet worden vastgesteld, zoals: koppelen door het substraat, pakketpennen en bindingsdraden (Bondwire) tussen de koppeling en de koppeling door de stroomlijn.

Aangrenzende kanaalinterferentie in radiofrequentiecircuitsimulatie

Vervorming speelt ook een belangrijke rol in de zender. De niet-lineariteit die wordt gegenereerd door de zender in het uitgangscircuit kan de bandbreedte van het verzonden signaal in aangrenzende kanalen verspreiden. Dit fenomeen wordt "spectrale hergroei" genoemd. Voordat het signaal de stroomversterker (PA) van de zender bereikt, is de bandbreedte beperkt; Maar de "intermodulatie -vervorming" in de PA zal ervoor zorgen dat de bandbreedte opnieuw toeneemt. Als de bandbreedte te veel wordt verhoogd, kan de zender niet voldoen aan de stroomvereisten van zijn aangrenzende kanalen. Bij het verzenden van digitaal gemoduleerde signalen kan Spice in feite niet worden gebruikt om de verdere groei van het spectrum te voorspellen. Omdat de transmissie van ongeveer 1.000 symbolen (symbool) moet worden gesimuleerd om een ​​representatief spectrum te verkrijgen, en hoogfrequente draaggolven moeten worden gecombineerd, waardoor kruid een tijdelijke analyse onpraktisch zal maken.