ที่นี่คุณสมบัติพื้นฐานสี่ประการของวงจรความถี่วิทยุจะถูกตีความจากสี่ด้าน: อินเทอร์เฟซความถี่วิทยุสัญญาณที่ต้องการสัญญาณสัญญาณรบกวนขนาดใหญ่และการรบกวนช่องสัญญาณที่อยู่ติดกันและปัจจัยสำคัญที่ต้องการความสนใจเป็นพิเศษในกระบวนการออกแบบ PCB

อินเทอร์เฟซความถี่วิทยุของการจำลองวงจรความถี่วิทยุ

เครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณไร้สายแบ่งออกเป็นสองส่วน: ความถี่พื้นฐานและความถี่วิทยุ ความถี่พื้นฐานรวมถึงช่วงความถี่ของสัญญาณอินพุตของเครื่องส่งสัญญาณและช่วงความถี่ของสัญญาณเอาต์พุตของตัวรับสัญญาณ แบนด์วิดท์ของความถี่พื้นฐานกำหนดอัตราพื้นฐานที่ข้อมูลสามารถไหลในระบบ ความถี่พื้นฐานใช้เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของสตรีมข้อมูลและลดภาระที่กำหนดโดยตัวส่งสัญญาณบนตัวส่งสัญญาณภายใต้อัตราการส่งข้อมูลที่เฉพาะเจาะจง ดังนั้นจำเป็นต้องมีความรู้ด้านวิศวกรรมการประมวลผลสัญญาณจำนวนมากเมื่อออกแบบวงจรความถี่พื้นฐานบน PCB วงจรความถี่วิทยุของเครื่องส่งสัญญาณสามารถแปลงและแปลงสัญญาณเบสแบนด์ที่ประมวลผลไปยังช่องทางที่กำหนดและฉีดสัญญาณนี้ลงในสื่อการส่งสัญญาณ ในทางตรงกันข้ามวงจรความถี่วิทยุของตัวรับสัญญาณสามารถรับสัญญาณจากสื่อการส่งผ่านและแปลงและลดความถี่ลงในความถี่ฐาน
เครื่องส่งสัญญาณมีเป้าหมายการออกแบบ PCB หลักสองประการ: ข้อแรกคือพวกเขาจะต้องส่งพลังงานที่เฉพาะเจาะจงในขณะที่ใช้พลังงานน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ประการที่สองคือพวกเขาไม่สามารถรบกวนการทำงานปกติของตัวรับส่งสัญญาณในช่องทางที่อยู่ติดกัน เท่าที่ผู้รับมีความกังวลมีเป้าหมายการออกแบบ PCB หลักสามประการก่อนอื่นพวกเขาจะต้องกู้คืนสัญญาณขนาดเล็กอย่างถูกต้อง ประการที่สองพวกเขาจะต้องสามารถลบสัญญาณรบกวนนอกช่องที่ต้องการได้ และสุดท้ายเช่นเครื่องส่งสัญญาณพวกเขาจะต้องใช้พลังงานน้อยมาก

สัญญาณรบกวนขนาดใหญ่ของการจำลองวงจรความถี่วิทยุ

ตัวรับสัญญาณจะต้องไวต่อสัญญาณขนาดเล็กมากแม้ว่าจะมีสัญญาณรบกวนขนาดใหญ่ (สิ่งกีดขวาง) สถานการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อพยายามรับสัญญาณการส่งสัญญาณที่อ่อนแอหรือระยะยาวและเครื่องส่งสัญญาณที่ทรงพลังใกล้เคียงกำลังออกอากาศในช่องทางที่อยู่ติดกัน สัญญาณรบกวนอาจมีขนาดใหญ่กว่าสัญญาณที่คาดไว้ 60 ถึง 70 เดซิเบลและสามารถครอบคลุมในจำนวนมากในระหว่างขั้นตอนอินพุตของตัวรับสัญญาณหรือตัวรับสัญญาณสามารถสร้างเสียงรบกวนมากเกินไปในระหว่างเฟสอินพุตเพื่อป้องกันการรับสัญญาณปกติ หากตัวรับสัญญาณถูกผลักเข้าไปในบริเวณที่ไม่ใช่เชิงเส้นโดยแหล่งสัญญาณรบกวนในช่วงอินพุตปัญหาสองข้อข้างต้นจะเกิดขึ้น เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ปลายด้านหน้าของตัวรับจะต้องเป็นเส้นตรงมาก
ดังนั้น“ ความเป็นเส้นตรง” จึงเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบ PCB ของตัวรับสัญญาณ เนื่องจากตัวรับสัญญาณเป็นวงจรแคบ ๆ ความไม่เชิงเส้นจึงวัดได้โดยการวัด สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการใช้คลื่นไซน์สองคลื่นหรือคลื่นโคไซน์ที่มีความถี่ใกล้เคียงกันและอยู่ในแถบกลางเพื่อขับสัญญาณอินพุตจากนั้นทำการวัดผลิตภัณฑ์ของ intermodulation โดยทั่วไปแล้ว Spice เป็นซอฟต์แวร์จำลองการจำลองที่ใช้เวลานานและใช้เวลามากเพราะต้องทำการคำนวณแบบวนซ้ำหลายครั้งเพื่อให้ได้ความละเอียดความถี่ที่จำเป็นเพื่อทำความเข้าใจการบิดเบือน

สัญญาณขนาดเล็กที่คาดหวังในการจำลองวงจร RF

ตัวรับสัญญาณจะต้องไวต่อการตรวจจับสัญญาณอินพุตขนาดเล็กมาก โดยทั่วไปแล้วกำลังอินพุตของตัวรับสัญญาณอาจมีขนาดเล็กเท่ากับ 1 μV ความไวของตัวรับสัญญาณถูก จำกัด ด้วยเสียงที่เกิดจากวงจรอินพุต ดังนั้นเสียงรบกวนจึงเป็นการพิจารณาที่สำคัญในการออกแบบ PCB ของตัวรับสัญญาณ ยิ่งไปกว่านั้นความสามารถในการทำนายเสียงรบกวนด้วยเครื่องมือจำลองเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ รูปที่ 1 เป็นตัวรับสัญญาณ superheterodyne ทั่วไป สัญญาณที่ได้รับจะถูกกรองก่อนจากนั้นสัญญาณอินพุตจะถูกขยายโดยเครื่องขยายเสียงรบกวนต่ำ (LNA) จากนั้นใช้ Oscillator ท้องถิ่นแรก (LO) เพื่อผสมกับสัญญาณนี้เพื่อแปลงสัญญาณนี้เป็นความถี่กลาง (IF) ประสิทธิภาพเสียงรบกวนของวงจรส่วนหน้าส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ LNA, Mixer และ LO แม้ว่าการวิเคราะห์สัญญาณรบกวนเครื่องเทศแบบดั้งเดิมสามารถค้นหาเสียงรบกวนของ LNA แต่ก็ไม่มีประโยชน์สำหรับเครื่องผสมและ LO เนื่องจากเสียงรบกวนในบล็อกเหล่านี้จะได้รับผลกระทบอย่างจริงจังจากสัญญาณ LO ขนาดใหญ่
สัญญาณอินพุตขนาดเล็กต้องการให้ตัวรับสัญญาณมีฟังก์ชั่นการขยายที่ดีและมักจะต้องได้รับ 120 เดซิเบล ด้วยอัตราขยายที่สูงดังกล่าวสัญญาณใด ๆ ที่ควบคู่ไปกับการสิ้นสุดของเอาต์พุตกลับไปที่ปลายอินพุตอาจทำให้เกิดปัญหา เหตุผลสำคัญสำหรับการใช้สถาปัตยกรรมตัวรับสัญญาณ Superheterodyne คือมันสามารถแจกจ่ายกำไรในหลาย ๆ ความถี่เพื่อลดโอกาสในการมีเพศสัมพันธ์ นอกจากนี้ยังทำให้ความถี่ของ LO แรกแตกต่างจากความถี่ของสัญญาณอินพุตซึ่งสามารถป้องกันสัญญาณรบกวนขนาดใหญ่จากการ“ ปนเปื้อน” ไปยังสัญญาณอินพุตขนาดเล็ก
ด้วยเหตุผลที่แตกต่างกันในระบบการสื่อสารไร้สายบางอย่างการแปลงโดยตรงหรือสถาปัตยกรรม homodyne สามารถแทนที่สถาปัตยกรรม superheterodyne ในสถาปัตยกรรมนี้สัญญาณอินพุต RF จะถูกแปลงเป็นความถี่พื้นฐานโดยตรงในขั้นตอนเดียว ดังนั้นกำไรส่วนใหญ่อยู่ในความถี่พื้นฐานและความถี่ของ LO และสัญญาณอินพุตเหมือนกัน ในกรณีนี้จะต้องเข้าใจอิทธิพลของการมีเพศสัมพันธ์เล็กน้อยและต้องมีการสร้างแบบจำลองรายละเอียดของ "เส้นทางสัญญาณเร่ร่อน" เช่น: การมีเพศสัมพันธ์ผ่านพื้นผิวหมุดแพ็คเกจและสายพันธะ (Bondwire) ระหว่างการมีเพศสัมพันธ์และการเชื่อมต่อผ่านสายไฟ

สัญญาณรบกวนช่องสัญญาณที่อยู่ติดกันในการจำลองวงจรความถี่วิทยุ

การบิดเบือนยังมีบทบาทสำคัญในเครื่องส่งสัญญาณ ความไม่เป็นเชิงเส้นที่สร้างขึ้นโดยเครื่องส่งสัญญาณในวงจรเอาท์พุทอาจแพร่กระจายแบนด์วิดท์ของสัญญาณที่ส่งในช่องทางที่อยู่ติดกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "regrowth สเปกตรัม" ก่อนที่สัญญาณจะถึงแอมพลิฟายเออร์พลังงานของเครื่องส่งสัญญาณ (PA) แบนด์วิดท์ของมันมี จำกัด แต่“ การบิดเบือนการทำงานระหว่างกัน” ใน PA จะทำให้แบนด์วิดธ์เพิ่มขึ้นอีกครั้ง หากแบนด์วิดท์เพิ่มขึ้นมากเกินไปเครื่องส่งสัญญาณจะไม่สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานของช่องทางที่อยู่ติดกันได้ เมื่อส่งสัญญาณแบบปรับดิจิทัลในความเป็นจริงเครื่องเทศไม่สามารถใช้เพื่อทำนายการเติบโตต่อไปของสเปกตรัม เนื่องจากการส่งสัญญาณประมาณ 1,000 สัญลักษณ์ (สัญลักษณ์) จะต้องได้รับการจำลองเพื่อให้ได้สเปกตรัมตัวแทนและคลื่นพาหะความถี่สูงจะต้องรวมกันซึ่งจะทำให้การวิเคราะห์ชั่วคราวเครื่องเทศไม่สามารถทำได้