See artikkel selgitab RF-ahelate nelja põhiomadust neljast aspektist: RF-liides, väike oodatav signaal, suur häiresignaal ja külgnevate kanalite häired ning tuuakse välja olulised tegurid, mis vajavad PCB projekteerimise protsessis erilist tähelepanu.
RF-liidese RF-ahela simulatsioon
Traadita saatja ja vastuvõtja kontseptsioonis võib jagada põhisageduse ja raadiosageduse kaheks osaks.Põhisagedus sisaldab saatja sisendsignaali sagedusvahemikku ja vastuvõtja väljundsignaali sagedusvahemikku.Põhisageduse ribalaius määrab baaskiiruse, millega andmed võivad süsteemis liikuda.Põhisagedust kasutatakse andmevoo usaldusväärsuse parandamiseks ja saatja poolt edastusmeediumile antud andmeedastuskiirusel koormuse vähendamiseks.Seetõttu nõuab põhisagedusahela PCB projekteerimine laialdasi teadmisi signaalitöötluse tehnikast.Saatja RF-ahel teisendab ja tõstab töödeldud põhisagedussignaali kindlaksmääratud kanaliks ja sisestab selle signaali edastusmeediumisse.Vastupidi, vastuvõtja RF-ahel omandab signaali edastusmeediumilt ning teisendab ja skaleerib selle põhisagedusele.
Saatjatel on kaks peamist PCB disaini eesmärki: esimene on see, et nad peavad edastama teatud võimsust, tarbides samal ajal võimalikult vähe energiat.Teine on see, et nad ei saa häirida transiiveri normaalset tööd külgnevates kanalites.Vastuvõtja osas on kolm peamist PCB disaini eesmärki: esiteks peavad need täpselt taastama väikesed signaalid;teiseks peavad nad suutma eemaldada häiresignaale väljaspool soovitud kanalit;viimane punkt on sama mis saatja, need peavad tarbima väga vähe voolu.
Suurte segavate signaalide RF-ahela simulatsioon
Vastuvõtjad peavad olema tundlikud väikeste signaalide suhtes, isegi kui on olemas suured segavad signaalid (blokaatorid).See olukord tekib siis, kui proovite vastu võtta nõrka või kaugel asuvat edastussignaali võimsa saatjaga, mis edastab läheduses asuvas naaberkanalis.Häiriv signaal võib olla eeldatavast signaalist 60–70 dB suurem ja võib suure katvusega vastuvõtja sisendfaasis takistada normaalse signaali vastuvõttu või tekitada vastuvõtjas liigset müra. sisendfaas.Need kaks ülalmainitud probleemi võivad ilmneda siis, kui vastuvõtja on sisendfaasis häirete allika poolt suunatud mittelineaarsuse piirkonda.Nende probleemide vältimiseks peab vastuvõtja esiots olema väga lineaarne.
Seetõttu on vastuvõtja PCB projekteerimisel oluline ka lineaarsus.Kuna vastuvõtja on kitsaribaline vooluahel, on mittelineaarsuse eesmärk mõõta "intermodulatsiooni moonutust (intermodulatsiooni moonutust)" statistikas.See hõlmab sisendsignaali juhtimiseks kahe sarnase sagedusega siinus- või koosinuslaine kasutamist, mis asuvad keskribas (ribas), ja seejärel selle intermodulatsiooni moonutuste korrutise mõõtmist.Üldiselt on SPICE aeganõudev ja kulukas simulatsioonitarkvara, kuna see peab läbima palju tsükleid, enne kui saab soovitud sageduseraldusvõimet moonutuste mõistmiseks.
Väikese soovitud signaali RF-ahela simulatsioon
Väikeste sisendsignaalide tuvastamiseks peab vastuvõtja olema väga tundlik.Üldiselt võib vastuvõtja sisendvõimsus olla nii väike kui 1 μV.vastuvõtja tundlikkust piirab selle sisendahela tekitatud müra.Seetõttu on PCB-le vastuvõtja kavandamisel oluline kaaluda müra.Lisaks on hädavajalik, et oleks võimalik simulatsioonivahenditega müra ennustada.Joonisel 1 on kujutatud tüüpiline superheterodüün (superheterodüün) vastuvõtja.Vastuvõetud signaal esmalt filtreeritakse ja seejärel sisendsignaali võimendatakse madala müravõimendiga (LNA).Seejärel kasutatakse selle signaaliga segamiseks esimest lokaalset ostsillaatorit (LO), et muuta see signaal vahesageduseks (IF).Esiotsa (esiosa) ahela müra efektiivsus sõltub peamiselt LNA-st, mikserist (mikserist) ja LO-st.Kuigi tavapäraste SPICE müraanalüüsi kasutamisel võite otsida LNA-müra, kuid mikseri ja LO jaoks on see kasutu, sest nendes plokkides on müra väga suur LO-signaal.
Väike sisendsignaal nõuab, et vastuvõtja oleks äärmiselt võimendatud, tavaliselt on selleks vaja kuni 120 dB võimendust.Sellise suure võimenduse korral võib mis tahes signaal, mis on ühendatud väljundist (paaridest) tagasi sisendisse, tekitada probleeme.Ülikõrvale vastuvõtja arhitektuuri kasutamise oluline põhjus on see, et see võimaldab jaotada võimenduse mitmele sagedusele, et vähendada sidestamise võimalust.See muudab ka esimese LO sageduse erinevaks sisendsignaali sagedusest, võib vältida suurte häirete signaali "reostust" väikesele sisendsignaalile.
Erinevatel põhjustel võib mõnes traadita sidesüsteemis ultravälise diferentsiaalarhitektuuri asendada otsekonversioon (otsekonversioon) või sisemine diferentsiaalarhitektuur (homodüün).Selles arhitektuuris teisendatakse RF-sisendsignaal otse põhisageduseks ühe sammuga, nii et suurem osa võimendusest on põhisageduses ja LO on sisendsignaaliga samal sagedusel.Sel juhul tuleb mõista väikese sidestuse mõju ja koostada detailne "hajuva signaali tee" mudel, näiteks: side läbi aluspinna, sidestus pakendi jalajälje ja jooteliini (sidetraat) vahel ja ühendus läbi elektriliini ühenduse.
Kõrvalkanalite häirete RF-ahela simulatsioon
Ka moonutus mängib saatjas olulist rolli.Saatja poolt väljundahelas tekitatud mittelineaarsus võib põhjustada edastatava signaali sageduslaiuse levimist naaberkanalite vahel.Seda nähtust nimetatakse spektraalseks taaskasvuks.Enne kui signaal jõuab saatja võimsusvõimendisse (PA), on selle ribalaius piiratud;PA-s põhjustab "intermodulatsiooni moonutus" aga ribalaiuse taas suurenemist.Kui ribalaius suureneb liiga palju, ei suuda saatja oma naaberkanalite võimsusnõudeid täita.Digitaalse modulatsiooni signaali edastamisel on SPICE-ga praktiliselt võimatu ennustada spektri uuesti kasvu.Kuna representatiivse spektri saamiseks tuleb simuleerida umbes 1000 edastusoperatsiooni digitaalset sümbolit (sümbolit) ja kombineerida ka kõrgsageduskandjat, muudab see SPICE siirdeanalüüsi ebapraktiliseks.
Postitusaeg: 31. märts 2022