1. Interfejs częstotliwości radiowej symulacji obwodu częstotliwości radiowej
Bezprzewodowy nadajnik i odbiornik są koncepcyjnie podzielone na dwie części: częstotliwość podstawową i częstotliwość radiową. Częstotliwość podstawowa obejmuje zakres częstotliwości sygnału wejściowego nadajnika i zakres częstotliwości sygnału wyjściowego odbiornika. Szerokość pasma częstotliwości podstawowej określa podstawową szybkość, z jaką dane mogą przepływać w systemie. Częstotliwość podstawowa służy do poprawy niezawodności strumienia danych i zmniejszenia obciążenia narzucanego przez nadajnik na medium transmisyjne przy określonej szybkości transmisji danych. Dlatego przy projektowaniu podstawowego obwodu częstotliwości na płytce drukowanej wymagana jest duża wiedza inżynieryjna w zakresie przetwarzania sygnałów. Obwód częstotliwości radiowej nadajnika może konwertować i przetwarzać w górę przetworzony sygnał pasma podstawowego do wyznaczonego kanału i wprowadzać ten sygnał do medium transmisyjnego. Wręcz przeciwnie, obwód częstotliwości radiowej odbiornika może odbierać sygnał z medium transmisyjnego oraz konwertować i redukować częstotliwość do częstotliwości podstawowej.
Nadajnik ma dwa główne cele projektowe PCB: pierwszy polega na tym, że muszą przesyłać określoną moc, zużywając jak najmniej energii. Po drugie, nie mogą zakłócać normalnej pracy nadajników-odbiorników w sąsiednich kanałach. Jeśli chodzi o odbiornik, istnieją trzy główne cele projektowe PCB: po pierwsze, muszą one dokładnie odtwarzać małe sygnały; po drugie, muszą być w stanie usuwać zakłócające sygnały poza pożądanym kanałem; i wreszcie, podobnie jak nadajnik, muszą pobierać bardzo małą moc.
2. Duży sygnał zakłócający symulacji obwodu częstotliwości radiowej
Odbiornik musi być bardzo czuły na małe sygnały, nawet jeśli występują duże sygnały interferencyjne (przeszkody). Taka sytuacja ma miejsce, gdy próbujesz odebrać słaby lub dalekosiężny sygnał transmisji, a silny nadajnik w pobliżu nadaje w sąsiednim kanale. Sygnał zakłócający może być o 60 ~ 70 dB większy niż oczekiwany sygnał i może być używany w dużym pokryciu na etapie wejściowym odbiornika lub odbiornik może generować nadmierny szum na etapie wejściowym, aby zablokować odbiór sygnału. normalne sygnały. Jeśli odbiornik zostanie wprowadzony do obszaru nieliniowego przez źródło zakłóceń na etapie wejściowym, wystąpią powyższe dwa problemy. Aby uniknąć tych problemów, przednia część odbiornika musi być bardzo liniowa.
Dlatego też „liniowość” jest również ważnym aspektem przy projektowaniu PCB odbiornika. Ponieważ odbiornik jest obwodem wąskopasmowym, nieliniowość jest mierzona przez pomiar „zniekształceń intermodulacyjnych”. Polega to na wykorzystaniu dwóch fal sinusoidalnych lub cosinusowych o podobnych częstotliwościach i zlokalizowanych w środkowym paśmie do napędzania sygnału wejściowego, a następnie pomiarze iloczynu jego intermodulacji. Ogólnie rzecz biorąc, SPICE to czasochłonne i kosztowne oprogramowanie do symulacji, ponieważ musi wykonać wiele cykli obliczeń, aby uzyskać wymaganą rozdzielczość częstotliwości, aby zrozumieć zniekształcenie.
3. Mały oczekiwany sygnał do symulacji obwodu RF
Odbiornik musi być bardzo czuły, aby wykrywać małe sygnały wejściowe. Ogólnie rzecz biorąc, moc wejściowa odbiornika może wynosić zaledwie 1 μV. Czułość odbiornika jest ograniczona przez szum generowany przez jego obwód wejściowy. Dlatego hałas jest ważnym aspektem przy projektowaniu PCB odbiornika. Ponadto niezbędna jest umiejętność przewidywania hałasu za pomocą narzędzi symulacyjnych. Rysunek 1 przedstawia typowy odbiornik superheterodynowy. Odebrany sygnał jest najpierw filtrowany, a następnie sygnał wejściowy jest wzmacniany przez wzmacniacz niskoszumowy (LNA). Następnie użyj pierwszego lokalnego oscylatora (LO), aby zmiksować ten sygnał, aby przekształcić ten sygnał w częstotliwość pośrednią (IF). Poziom hałasu obwodu front-end zależy głównie od LNA, miksera i LO. Chociaż tradycyjna analiza szumu SPICE może znaleźć szum LNA, jest ona bezużyteczna dla miksera i LO, ponieważ duży sygnał LO będzie miał poważny wpływ na szum w tych blokach.
Mały sygnał wejściowy wymaga od odbiornika dużej funkcji wzmocnienia, zwykle wymagane jest wzmocnienie 120 dB. Przy tak dużym wzmocnieniu każdy sygnał, który jest sprzężony z zacisku wyjściowego z powrotem do zacisku wejściowego, może powodować problemy. Ważnym powodem stosowania architektury odbiornika superheterodynowego jest to, że może on rozprowadzać wzmocnienie na kilku częstotliwościach, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo sprzężenia. To również sprawia, że częstotliwość pierwszego LO różni się od częstotliwości sygnału wejściowego, co może zapobiec „zanieczyszczeniu” dużych sygnałów zakłócających na małe sygnały wejściowe.
Z różnych powodów, w niektórych systemach komunikacji bezprzewodowej, bezpośrednia konwersja lub architektura homodynowa mogą zastąpić architekturę superheterodynową. W tej architekturze sygnał wejściowy RF jest bezpośrednio konwertowany na częstotliwość podstawową w jednym kroku. Dlatego większość wzmocnienia dotyczy częstotliwości podstawowej, a częstotliwość LO i sygnału wejściowego są takie same. W takim przypadku należy zrozumieć wpływ niewielkiej ilości sprzężenia i ustalić szczegółowy model „zbłąkanej ścieżki sygnału”, taki jak: sprzężenie przez podłoże, szpilki opakowania i druty łączące (Bondwire) pomiędzy sprzęgło i sprzęgło przez linię elektroenergetyczną.
4. Zakłócenia sąsiednich kanałów w symulacji obwodu częstotliwości radiowej
zniekształcenia również odgrywają ważną rolę w nadajniku. Nieliniowość generowana przez nadajnik w obwodzie wyjściowym może rozszerzać szerokość pasma transmitowanego sygnału w sąsiednich kanałach. Zjawisko to nazywane jest „odrostem widmowym”. Zanim sygnał dotrze do wzmacniacza mocy nadajnika (PA), jego szerokość pasma jest ograniczona; ale „zniekształcenie intermodulacyjne” w PA spowoduje ponowne zwiększenie szerokości pasma. Jeśli szerokość pasma zostanie zbytnio zwiększona, nadajnik nie będzie w stanie sprostać wymaganiom mocy sąsiednich kanałów. W rzeczywistości podczas przesyłania sygnałów modulowanych cyfrowo nie jest możliwe użycie SPICE do przewidzenia dalszego wzrostu widma. Ponieważ istnieje około 1000 operacji transmisji symboli cyfrowych (symboli), należy symulować operacje transmisji w celu uzyskania reprezentatywnego widma, a także trzeba łączyć nośne o wysokiej częstotliwości, co spowoduje, że analiza transjentów SPICE będzie niepraktyczna.
Nasze inne produkty:
