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Technologie PCB
Caractéristiques de l'interface RF et du circuit RF dans la conception des PCB
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Caractéristiques de l'interface RF et du circuit RF dans la conception des PCB

Caractéristiques de l'interface RF et du circuit RF dans la conception des PCB

2021-08-17
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Author:ipcb

Many special characteristics of RF circuits are difficult to explain in a few short sentences, nor can they be analyzed using traditional simulation software, Comme les épices.. Cependant,, there are some EDA software on the market that have complex algorithms such as harmonic balance, Méthode de tir, etc., Les circuits RF peuvent être simulés rapidement et avec précision. But before learning these EDA software, Vous devez d'abord comprendre les caractéristiques des circuits RF, especially the meaning of some proper terms and physical phenomena, Parce que c'est la base de l'ingénierie RF.


Interface RF


The wireless transmitter and receiver are conceptually divided into two parts: base frequency and radio frequency. La fréquence fondamentale comprend la gamme de fréquences du signal d'entrée de l'émetteur et la gamme de fréquences du signal de sortie du récepteur.. La largeur de bande de la fréquence fondamentale détermine le débit de base des données dans le système.. La fréquence fondamentale est utilisée pour améliorer la fiabilité du flux de données et pour réduire la charge exercée par l'émetteur sur le support de transmission à un taux de transmission de données donné.. Alors..., a lot of signal processing engineering knowledge is required when designing a fundamental frequency circuit on a Circuits imprimés. Le circuit RF de l'émetteur convertit et convertit les signaux de bande de base traités en canaux spécifiés, Et injecter le signal dans le support de transmission. On the contrary, Le circuit RF du récepteur peut obtenir un signal du support de transmission, and convert and reduce the frequency to the base frequency.


L'émetteur a deux fonctions principales Circuits imprimés design goals: The first is that they must transmit a specific power while consuming the least power possible. Deuxièmement, ils ne peuvent pas interférer avec le bon fonctionnement des émetteurs - récepteurs dans les canaux adjacents.. As far as the receiver is concerned, Trois points principaux Circuits imprimés design goals: first, Ils doivent récupérer les petits signaux avec précision; Deuxième, they must be able to remove interfering signals outside the desired channel; and last, Comme un émetteur., Ils doivent consommer très peu d'électricité.

ATL

Small expectation signal


Le récepteur doit détecter de petits signaux d'entrée très sensibles. En général, la puissance d'entrée du récepteur peut être aussi faible que 1 ¼ v. la sensibilité du récepteur est limitée par le bruit généré par son circuit d'entrée. Par conséquent, le bruit est un facteur important dans la conception des BPC du récepteur. De plus, la capacité de prévoir le bruit à l'aide d'outils de simulation est essentielle. La figure 1 est un récepteur hyperhétérodyne typique. Le signal reçu est d'abord filtré, puis le signal d'entrée est amplifié par un amplificateur à faible bruit (LNA). Le signal est ensuite mélangé avec le premier oscillateur local (lo) et converti en fréquence intermédiaire (IF). La performance acoustique du circuit frontal dépend principalement de l'amplificateur à faible bruit, du mélangeur et de l'oscillateur local. Bien que l'analyse traditionnelle du bruit Spice puisse trouver du bruit dans les amplificateurs à faible bruit, elle n'est pas utile pour les mélangeurs et les oscillateurs locaux, car le bruit dans ces blocs peut être gravement affecté par les grands signaux d'oscillateur local.


Les petits signaux d'entrée nécessitent un amplificateur puissant du récepteur, qui nécessite généralement un gain de 120 db. Avec un gain aussi élevé, tout signal couplé de la sortie à l'entrée peut causer des problèmes. La raison importante de l'utilisation d'une structure de Récepteur superhétérodyne est qu'elle peut répartir les gains sur plusieurs fréquences afin de réduire les possibilités de couplage. Cela rend également la fréquence du premier lo différente de celle du signal d'entrée, ce qui empêche le signal de grande interférence d'être « contaminé » par le signal d'entrée plus petit.


Pour différentes raisons, in some wireless communication systems, Les structures de conversion directe ou de différence nulle peuvent remplacer les structures superhétérodynes. Dans ce bâtiment, the RF input signal is directly converted into the fundamental frequency in a single step. Alors..., most of the gain is in the fundamental frequency, Lo est la même fréquence que le signal d'entrée. In this case, Les effets d'un petit couplage doivent être compris, and a detailed model of the "stray signal path" must be established, Exemple: couplage par substrat, package pins, and bonding wires (bondwire) between the coupling, and the coupling through the power line.


Grand signal de brouillage


Le récepteur doit être très sensible aux petits signaux, même s'il y a de grands signaux d'interférence (obstacles). Cela se produit lorsque l'on tente de recevoir des signaux de transmission faibles ou éloignés alors qu'un émetteur puissant à proximité diffuse sur un canal adjacent. Le signal d'interférence peut être de 60 à 70 DB plus grand que prévu et peut être utilisé pour une couverture importante pendant le niveau d'entrée du récepteur, ou le récepteur peut produire un bruit excessif pendant le niveau d'entrée pour empêcher la réception normale du signal. Si, au cours de la phase d'entrée, la source d'interférence conduit le récepteur dans une zone non linéaire, les deux problèmes ci - dessus se produiront. Pour éviter ces problèmes, l'extrémité avant du récepteur doit être très linéaire.


Alors..., "linearity" is also an important consideration when designing a receiver on a Circuits imprimés. Parce que le récepteur est un circuit à bande étroite, the non-linearity is measured by measuring "intermodulation distortion". Cela implique l'utilisation de deux ondes sinusoïdales ou cosinuses de fréquence similaire, situées dans la bande centrale, pour actionner le signal d'entrée., and then measuring the product of its intermodulation. En général, SPICE is a time-consuming and cost-intensive simulation software, Parce qu'il doit effectuer de nombreux cycles pour obtenir la résolution de fréquence nécessaire pour comprendre la distorsion.


Adjacent channel interference


La distorsion joue également un rôle important dans l'émetteur. La non - linéarité générée par l'émetteur dans le circuit de sortie peut étendre la largeur de bande du signal transmis dans les canaux adjacents. Ce phénomène est appelé « régénération spectrale ». La largeur de bande du signal est limitée jusqu'à ce qu'il atteigne l'amplificateur de puissance (PA) de l'émetteur; Mais la "distorsion d'intermodulation" dans le pa entraînera une nouvelle augmentation de la largeur de bande. Si la largeur de bande augmente trop, l'émetteur ne sera pas en mesure de satisfaire aux exigences de puissance de ses canaux adjacents. En fait, il n'est pas possible d'utiliser Spice pour prévoir une nouvelle augmentation du spectre lors de la transmission de signaux modulés numériquement. Étant donné qu'il y a environ 1 000 symboles numériques, les opérations de transmission analogiques doivent être effectuées pour obtenir un spectre représentatif, ainsi que la combinaison de transporteurs à haute fréquence, ce qui rend l'analyse transitoire Spice irréaliste.