W tym przypadku cztery podstawowe cechy obwodów częstotliwości radiowej zostaną interpretowane z czterech aspektów: interfejs częstotliwości radiowej, mały pożądany sygnał, duży sygnał zakłóceń i sąsiednie zakłócenia kanału oraz ważne czynniki, które wymagają szczególnej uwagi w procesie projektowania PCB.

Interfejs częstotliwości radiowej symulacji obwodu częstotliwości radiowej

Bezprzewodowy nadajnik i odbiornik są koncepcyjnie podzielone na dwie części: częstotliwość bazowa i częstotliwość radiowa. Podstawowa częstotliwość obejmuje zakres częstotliwości sygnału wejściowego nadajnika i zakres częstotliwości sygnału wyjściowego odbiornika. Przepustowość podstawowej częstotliwości określa podstawową szybkość, przy której dane mogą płynąć w systemie. Częstotliwość podstawowa służy do poprawy niezawodności strumienia danych i zmniejszenia obciążenia nałożonego przez nadajnik na medium transmisji przy określonej szybkości transmisji danych. Dlatego przy projektowaniu podstawowego obwodu częstotliwości wymaganej jest wiele wiedzy inżynierii przetwarzania sygnałów. Obwód częstotliwości radiowej nadajnika może przekonwertować i przekonwertować przetworzony sygnał pasma podstawowego na wyznaczony kanał i wstrzykiwać ten sygnał do medium transmisyjnego. Przeciwnie, obwód częstotliwości radiowej odbiornika może uzyskać sygnał ze środka transmisyjnego oraz przekonwertować i zmniejszyć częstotliwość na częstotliwość podstawy.
Nadajnik ma dwa główne cele projektowe PCB: pierwszym jest to, że muszą przekazywać określoną moc, jednocześnie zużywając najmniejszą moc. Po drugie, nie mogą zakłócać normalnego działania nadbiorników w sąsiednich kanałach. Jeśli chodzi o odbiorcę, istnieją trzy główne cele projektowe PCB: po pierwsze, muszą dokładnie przywrócić małe sygnały; po drugie, muszą być w stanie usunąć sygnały zakłócające poza żądanym kanałem; I na koniec, podobnie jak nadajnik, muszą spożywać moc bardzo małą.

Duży sygnał interferencyjny symulacji obwodu częstotliwości radiowej

Odbiornik musi być bardzo wrażliwy na małe sygnały, nawet jeśli istnieją duże sygnały zakłóceń (przeszkody). Ta sytuacja występuje, próbując otrzymać słaby lub na odległość sygnału transmisji, a w sąsiednim kanale nadawano potężny nadajnik. Sygnał zakłócający może być 60 do 70 dB większy niż oczekiwany sygnał i można go pokryć dużą ilością podczas fazy wejściowej odbiornika lub odbiornik może wygenerować nadmierny szum podczas fazy wejściowej, aby zablokować odbiór normalnych sygnałów. Jeżeli odbiornik zostanie napędzany w regionie nieliniowym przez źródło zakłóceń podczas etapu wejściowego, wystąpią powyższe dwa problemy. Aby uniknąć tych problemów, przód odbiornika musi być bardzo liniowy.
Dlatego „liniowość” jest również ważnym czynnikiem w projektowaniu PCB odbiornika. Ponieważ odbiornik jest obwodem wąskim, nieliniowość mierzy się przez pomiar „zniekształcenia intermodulacji”. Obejmuje to stosowanie dwóch fal sinusoidalnych lub fal cosinusowych o podobnych częstotliwościach i umieszczonych w środkowym paśmie do napędzania sygnału wejściowego, a następnie pomiaru iloczynu jego intermodulacji. Ogólnie rzecz biorąc, Spice jest czasochłonnym i kosztownym oprogramowaniem symulacyjnym, ponieważ musi wykonać wiele obliczeń pętli, aby uzyskać wymaganą rozdzielczość częstotliwości, aby zrozumieć zniekształcenie.

Mały oczekiwany sygnał w symulacji obwodu RF

Odbiornik musi być bardzo wrażliwy, aby wykryć małe sygnały wejściowe. Ogólnie rzecz biorąc, moc wejściowa odbiornika może być tak mała jak 1 μV. Czułość odbiornika jest ograniczona przez szum generowany przez jego obwód wejściowy. Dlatego hałas jest ważnym czynnikiem w konstrukcji PCB odbiornika. Ponadto zdolność do przewidywania szumu za pomocą narzędzi symulacyjnych jest niezbędna. Rycina 1 jest typowym odbiornikiem Superheterodyne. Otrzymany sygnał jest najpierw filtrowany, a następnie sygnał wejściowy jest wzmacniany przez wzmacniacz niskiego szumu (LNA). Następnie użyj pierwszego lokalnego oscylatora (LO), aby wymieszać z tym sygnałem, aby przekonwertować ten sygnał na częstotliwość pośrednie (IF). Wydajność hałasu obwodu front-end zależy głównie od LNA, miksera i LO. Chociaż tradycyjna analiza szumu przypraw może znaleźć hałas LNA, jest to bezużyteczne dla miksera i LO, ponieważ na szum w tych blokach będzie miał poważnie wpływ duży sygnał LO.
Mały sygnał wejściowy wymaga od odbiornika doskonałej funkcji wzmocnienia i zwykle wymaga wzmocnienia 120 dB. Przy tak wysokim wzmocnieniu każdy sygnał sprzężony z końca wyjściowego z powrotem do końca wejściowego może powodować problemy. Ważnym powodem użycia architektury odbiornika Superheterodyne jest to, że może ona rozdzielić wzmocnienie na kilku częstotliwościach, aby zmniejszyć ryzyko sprzężenia. To również sprawia, że ​​częstotliwość pierwszego LO różni się od częstotliwości sygnału wejściowego, co może zapobiec „zanieczyszczeniu” dużych sygnałów interferencyjnych do małych sygnałów wejściowych.
Z różnych powodów w niektórych systemach komunikacji bezprzewodowej bezpośrednia konwersja lub architektura homodyne może zastąpić architekturę Superheterodyne. W tej architekturze sygnał wejściowy RF jest bezpośrednio konwertowany na podstawową częstotliwość w jednym etapie. Dlatego większość zysków dotyczy podstawowej częstotliwości, a częstotliwość LO i sygnału wejściowego jest taka sama. W tym przypadku należy zrozumieć wpływ niewielkiej ilości sprzężenia, a szczegółowy model „ścieżki sygnałowej” należy ustalić, taki jak: sprzężenie przez podłoże, piny opakowania i przewody wiązania (wiązanie) między sprzężeniem i sprzężeniem przez linię energii.

Sąsiednie zakłócenia kanału w symulacji obwodu częstotliwości radiowej

Zniekształcenie odgrywa również ważną rolę w nadajniku. Nieliniowość generowana przez nadajnik w obwodzie wyjściowym może rozprzestrzeniać szerokość pasma przesłanego sygnału w sąsiednich kanałach. Zjawisko to nazywa się „odrastaniem widmowym”. Zanim sygnał dotrze do wzmacniacza mocy nadajnika (PA), jego przepustowość jest ograniczona; Ale „zniekształcenie intermodulacji” w PA spowoduje powtórkę przepustowości. Jeśli przepustowość wzrośnie zbytnio, nadajnik nie będzie w stanie spełnić wymagań mocy sąsiednich kanałów. Podczas przesyłania cyfrowo modulowanych sygnałów nie można użyć przypraw do przewidywania dalszego wzrostu widma. Ponieważ transmisja około 1000 symboli (symbol) musi być symulowana w celu uzyskania reprezentatywnego spektrum, a fale nośne o wysokiej częstotliwości należy połączyć, co spowoduje, że analiza przejściowa przypraw była niepraktyczna.