Aqui, as quatro características básicas dos circuitos de radiofrequência serão interpretadas a partir de quatro aspectos: interface de radiofrequência, pequeno sinal desejado, grande sinal de interferência e interferência de canal adjacente e os fatores importantes que precisam de atenção especial no processo de design da PCB.

Interface de radiofrequência da simulação de circuito de radiofrequência

O transmissor e o receptor sem fio são conceitualmente divididos em duas partes: frequência base e frequência de radio. A frequência fundamental inclui a faixa de frequência do sinal de entrada do transmissor e a faixa de frequência do sinal de saída do receptor. A largura de banda da frequência fundamental determina a taxa fundamental na qual os dados podem fluir no sistema. A frequência base é usada para melhorar a confiabilidade do fluxo de dados e reduzir a carga imposta pelo transmissor no meio de transmissão sob uma taxa de transmissão de dados específica. Portanto, é necessário muito conhecimento de engenharia de processamento de sinal ao projetar um circuito de frequência fundamental em uma PCB. O circuito de radiofrequência do transmissor pode converter e aumentar o sinal de banda de base processado em um canal designado e injetar esse sinal no meio de transmissão. Pelo contrário, o circuito de radiofrequência do receptor pode obter o sinal do meio de transmissão e converter e reduzir a frequência na frequência base.
O transmissor possui dois objetivos principais de design de PCB: o primeiro é que eles devem transmitir uma energia específica enquanto consumem o menor poder possível. A segunda é que eles não podem interferir na operação normal de transceptores em canais adjacentes. No que diz respeito ao receptor, existem três objetivos principais de design de PCB: primeiro, eles devem restaurar com precisão pequenos sinais; Segundo, eles devem ser capazes de remover sinais interferentes fora do canal desejado; E por último, como o transmissor, eles devem consumir energia muito pequena.

Grande sinal de interferência da simulação de circuito de radiofrequência

O receptor deve ser muito sensível a pequenos sinais, mesmo quando há grandes sinais de interferência (obstruções). Essa situação ocorre ao tentar receber um sinal de transmissão fraco ou de longa distância, e um poderoso transmissor próximo está transmitindo em um canal adjacente. O sinal de interferência pode ser de 60 a 70 dB maior que o sinal esperado e pode ser coberto em uma grande quantidade durante a fase de entrada do receptor, ou o receptor pode gerar ruído excessivo durante a fase de entrada para bloquear a recepção dos sinais normais. Se o receptor for acionado em uma região não linear pela fonte de interferência durante o estágio de entrada, ocorrerão dois problemas acima. Para evitar esses problemas, a extremidade frontal do receptor deve ser muito linear.
Portanto, a "linearidade" também é uma consideração importante no design da PCB do receptor. Como o receptor é um circuito de banda estreita, a não linearidade é medida medindo a "distorção da intermodulação". Isso envolve o uso de duas ondas senoidais ou ondas cosseno com frequências semelhantes e localizadas na banda central para acionar o sinal de entrada e, em seguida, medir o produto de sua intermodulação. De um modo geral, o Spice é um software de simulação demorado e com custo intensivo, porque precisa executar muitos cálculos de loop para obter a resolução de frequência necessária para entender a distorção.

Pequeno sinal esperado na simulação de circuito de RF

O receptor deve ser muito sensível para detectar pequenos sinais de entrada. De um modo geral, o poder de entrada do receptor pode ser tão pequeno quanto 1 μV. A sensibilidade do receptor é limitada pelo ruído gerado pelo seu circuito de entrada. Portanto, o ruído é uma consideração importante no design da PCB do receptor. Além disso, a capacidade de prever ruído com ferramentas de simulação é indispensável. A Figura 1 é um receptor de super -heterodina típico. O sinal recebido é filtrado primeiro e, em seguida, o sinal de entrada é amplificado por um amplificador de baixo ruído (LNA). Em seguida, use o primeiro oscilador local (LO) para misturar com este sinal para converter esse sinal em uma frequência intermediária (IF). O desempenho do ruído do circuito front-end depende principalmente do LNA, Mixer e Lo. Embora a análise tradicional do ruído de especiarias possa encontrar o ruído do LNA, é inútil para o misturador e o LO, porque o ruído nesses blocos será seriamente afetado pelo grande sinal de LO.
Um pequeno sinal de entrada exige que o receptor tenha uma ótima função de amplificação e geralmente requer um ganho de 120 dB. Com um ganho tão alto, qualquer sinal acoplado da extremidade de saída de volta à extremidade de entrada pode causar problemas. O motivo importante para o uso da arquitetura do receptor de super -heterodina é que ela pode distribuir o ganho em várias frequências para reduzir a chance de acoplamento. Isso também faz com que a frequência do primeiro LO seja diferente da frequência do sinal de entrada, o que pode impedir que grandes sinais de interferência sejam "contaminados" para pequenos sinais de entrada.
Por diferentes razões, em alguns sistemas de comunicação sem fio, a conversão direta ou a arquitetura do homodyne podem substituir a arquitetura de super -heterodune. Nesta arquitetura, o sinal de entrada de RF é diretamente convertido para a frequência fundamental em uma única etapa. Portanto, a maior parte do ganho está na frequência fundamental, e a frequência do LO e o sinal de entrada é o mesmo. Nesse caso, a influência de uma pequena quantidade de acoplamento deve ser entendida, e um modelo detalhado do “caminho do sinal perdido” deve ser estabelecido, como: acoplamento através do substrato, pinos de embalagem e fios de ligação (arco de ligação) entre o acoplamento e o acoplamento através da linha de energia.

Interferência de canal adjacente na simulação de circuito de radiofrequência

A distorção também desempenha um papel importante no transmissor. A não linearidade gerada pelo transmissor no circuito de saída pode espalhar a largura de banda do sinal transmitido em canais adjacentes. Esse fenômeno é chamado de "rebrota espectral". Antes que o sinal atinja o amplificador de potência do transmissor (PA), sua largura de banda é limitada; Mas a "distorção intermodulação" na AP fará com que a largura de banda aumente novamente. Se a largura de banda aumentar demais, o transmissor não poderá atender aos requisitos de energia de seus canais adjacentes. Ao transmitir sinais modulados digitalmente, de fato, o tempero não pode ser usado para prever o crescimento adicional do espectro. Como a transmissão de cerca de 1.000 símbolos (símbolos) deve ser simulada para obter um espectro representativo e as ondas portadoras de alta frequência devem ser combinadas, o que tornará impraticável a análise transitória do tempero.