Tukaj bodo štiri osnovne značilnosti radiofrekvenčnih vezij razložene s štirih vidikov: radiofrekvenčni vmesnik, majhen želeni signal, velik interferenčni signal in motnje sosednjega kanala, podani pa so tudi pomembni dejavniki, ki jim je treba v procesu oblikovanja PCB posvetiti posebno pozornost.
Radiofrekvenčni vmesnik simulacije radiofrekvenčnega vezja
Brezžični oddajnik in sprejemnik sta konceptualno razdeljena na dva dela: osnovno frekvenco in radijsko frekvenco. Osnovna frekvenca vključuje frekvenčno območje vhodnega signala oddajnika in frekvenčno območje izhodnega signala sprejemnika. Pasovna širina osnovne frekvence določa osnovno hitrost, s katero lahko pretakajo podatke v sistemu. Osnovna frekvenca se uporablja za izboljšanje zanesljivosti podatkovnega toka in zmanjšanje obremenitve, ki jo oddajnik povzroči na prenosnem mediju pri določeni hitrosti prenosa podatkov. Zato je pri načrtovanju osnovnega frekvenčnega vezja na tiskanem vezju potrebno veliko inženirskega znanja za obdelavo signalov. Radiofrekvenčno vezje oddajnika lahko obdelani osnovni pasovni signal pretvori in pretvori navzgor v določen kanal ter ta signal vbrizga v prenosni medij. Ravno nasprotno, radiofrekvenčno vezje sprejemnika lahko pridobi signal iz prenosnega medija ter pretvori in zmanjša frekvenco na osnovno frekvenco.
Oddajnik ima dva glavna cilja zasnove tiskanega vezja: prvi je, da morajo oddajati določeno moč, medtem ko porabijo najmanj energije. Drugi je, da ne morejo ovirati normalnega delovanja oddajnikov v sosednjih kanalih. Kar zadeva sprejemnik, obstajajo trije glavni cilji načrtovanja tiskanega vezja: prvič, morajo natančno obnoviti majhne signale; drugič, biti morajo sposobni odstraniti moteče signale zunaj želenega kanala; in nazadnje, tako kot oddajnik, morajo porabiti zelo malo energije.
Velik interferenčni signal simulacije radiofrekvenčnega vezja
Sprejemnik mora biti zelo občutljiv na majhne signale, tudi če obstajajo veliki interferenčni signali (ovire). Do te situacije pride, ko poskušate sprejeti šibek signal ali signal na velike razdalje, močan oddajnik v bližini pa oddaja na sosednjem kanalu. Moteči signal je lahko 60 do 70 dB večji od pričakovanega signala in je lahko v veliki meri pokrit med vhodno fazo sprejemnika ali pa lahko sprejemnik med vhodno fazo ustvari čezmeren šum, da blokira sprejem normalnih signalov. . Če vir motenj med vhodno stopnjo usmeri sprejemnik v nelinearno območje, se pojavita zgornji dve težavi. Da bi se izognili tem težavam, mora biti sprednji del sprejemnika zelo linearen.
Zato je tudi "linearnost" pomemben dejavnik pri oblikovanju PCB sprejemnika. Ker je sprejemnik ozkopasovno vezje, se nelinearnost meri z merjenjem "intermodulacijskega popačenja". To vključuje uporabo dveh sinusnih ali kosinusnih valov s podobnimi frekvencami, ki se nahajata v osrednjem pasu za pogon vhodnega signala, in nato merjenje produkta njegove intermodulacije. Na splošno je SPICE zamudna in stroškovno intenzivna programska oprema za simulacijo, ker mora opraviti številne izračune zank, da dobi zahtevano frekvenčno ločljivost za razumevanje popačenja.
Majhen pričakovan signal v simulaciji RF vezja
Sprejemnik mora biti zelo občutljiv, da zazna majhne vhodne signale. Na splošno je lahko vhodna moč sprejemnika le 1 μV. Občutljivost sprejemnika je omejena s šumom, ki ga ustvarja njegovo vhodno vezje. Zato je hrup pomemben dejavnik pri načrtovanju PCB sprejemnika. Poleg tega je sposobnost napovedovanja hrupa s simulacijskimi orodji nepogrešljiva. Slika 1 je tipičen superheterodinski sprejemnik. Prejeti signal se najprej filtrira, nato pa se vhodni signal ojača z nizkošumnim ojačevalnikom (LNA). Nato uporabite prvi lokalni oscilator (LO) za mešanje s tem signalom za pretvorbo tega signala v vmesno frekvenco (IF). Hrupna zmogljivost sprednjega vezja je v glavnem odvisna od LNA, mešalnika in LO. Čeprav lahko tradicionalna analiza šuma SPICE odkrije šum LNA, je neuporabna za mešalnik in LO, ker bo na šum v teh blokih resno vplival velik signal LO.
Majhen vhodni signal zahteva, da ima sprejemnik odlično ojačevalno funkcijo in običajno zahteva ojačanje 120 dB. Pri tako visokem ojačenju lahko vsak signal, povezan z izhodnega konca nazaj na vhodni konec, povzroči težave. Pomemben razlog za uporabo arhitekture superheterodinskega sprejemnika je, da lahko porazdeli ojačanje v več frekvencah, da zmanjša možnost sklopitve. Zaradi tega se tudi frekvenca prvega LO razlikuje od frekvence vhodnega signala, kar lahko prepreči "kontaminacijo" velikih interferenčnih signalov z majhnimi vhodnimi signali.
Iz različnih razlogov lahko v nekaterih brezžičnih komunikacijskih sistemih neposredna pretvorba ali homodinska arhitektura nadomestita superheterodinsko arhitekturo. V tej arhitekturi se RF vhodni signal neposredno pretvori v osnovno frekvenco v enem koraku. Zato je večina ojačanja v osnovni frekvenci, frekvenca LO in vhodnega signala pa sta enaki. V tem primeru je treba razumeti vpliv majhne količine sklopitve in določiti podroben model "potepajoče signalne poti", kot so: sklopitev skozi substrat, zatiče paketa in vezne žice (Bondwire) med sklopka in sklopka prek daljnovoda.
Interferenca sosednjih kanalov v simulaciji radiofrekvenčnega vezja
Pomembno vlogo pri oddajniku igra tudi popačenje. Nelinearnost, ki jo ustvari oddajnik v izhodnem vezju, lahko razširi pasovno širino oddanega signala v sosednjih kanalih. Ta pojav se imenuje "spektralna ponovna rast". Preden signal doseže ojačevalnik moči (PA) oddajnika, je njegova pasovna širina omejena; vendar bo "intermodulacijsko popačenje" v PA povzročilo ponovno povečanje pasovne širine. Če se pasovna širina preveč poveča, oddajnik ne bo mogel izpolniti zahtev po moči svojih sosednjih kanalov. Pri prenosu digitalno moduliranih signalov SPICE dejansko ni mogoče uporabiti za napovedovanje nadaljnje rasti spektra. Ker je treba simulirati prenos približno 1000 simbolov (simbol), da dobimo reprezentativen spekter, visokofrekvenčne nosilne valove pa je treba združiti, zaradi česar bo prehodna analiza SPICE nepraktična.