Berita PCB - Karakteristik sirkuit RF PCB

Antaramuka Rf untuk simulasi litar rf

Dalam konsep, penghantar tanpa wayar dan penerima boleh dibahagi menjadi frekuensi dasar dan frekuensi radio. Frekuensi asas termasuk julat frekuensi isyarat input penghantar dan isyarat output penerima. Lebar jalur frekuensi asas menentukan kadar asas yang mana data boleh mengalir melalui sistem. Frekuensi asas digunakan untuk meningkatkan kepercayaan aliran data dan untuk mengurangi muatan yang ditetapkan oleh penghantar pada media penghantaran pada kadar pemindahan data khusus. Oleh itu, banyak pengetahuan teknik pemprosesan isyarat diperlukan apabila sirkuit frekuensi asas PCB direka. Sirkuit rf penghantar mengubah dan meningkatkan isyarat band dasar yang diproses ke saluran tertentu dan suntik isyarat ke dalam medium penghantaran. Sebaliknya, sirkuit RF penerima boleh mendapatkan isyarat dari media transmisi dan menukar dan mengurangkan frekuensi ke frekuensi dasar.

Penghantar mempunyai dua tujuan utama rancangan PCB: mereka mesti mengeluarkan sejumlah kuasa tertentu dengan penggunaan kuasa yang paling sedikit yang mungkin. Kedua, mereka tidak boleh mengganggu operasi normal penerima dalam saluran bersebelahan. Apabila penerima berkaitan, terdapat tiga tujuan utama desain PCB: pertama, mereka mesti mengembalikan isyarat kecil dengan tepat; Kedua, mereka mesti dapat menghapuskan isyarat gangguan diluar saluran yang diinginkan; Seperti pemancar, mereka mesti memakan sedikit kuasa.

Simulasi sirkuit Rf bagi isyarat gangguan besar

Penerima mesti sensitif kepada isyarat kecil, walaupun ada isyarat yang mengganggu. Ini berlaku apabila cuba untuk menerima isyarat penghantaran yang lemah atau jauh dengan penghantar kuat dekat penghantaran di saluran sebelah. Isyarat gangguan mungkin 60~70 dB lebih besar daripada isyarat yang dijangka, dan isyarat normal boleh ditutup oleh jumlah besar penyamaran dalam tahap input penerima, atau dengan membuat penerima menghasilkan terlalu banyak bunyi dalam tahap input. Kedua-dua masalah ini boleh berlaku jika penerima dipandu ke kawasan bukan linear oleh sumber gangguan semasa fasa input. Untuk menghindari masalah ini, bahagian depan penerima mesti sangat linear.

Oleh itu, lineariti juga merupakan pertimbangan penting bila merancang penerima PCB. Kerana penerima ialah sirkuit frekuensi sempit, ketidaklineariti diukur dengan mengukur "gangguan intermodulasi". Ini melibatkan memandu isyarat input dengan dua gelombang sinus atau kosinus frekuensi yang sama, ditempatkan dalam band frekuensi pusat, dan kemudian mengukur produk intermodulasi mereka. SPICE adalah secara umum simulasi yang menghabiskan masa dan mahal kerana ia perlu melakukan banyak gelung untuk mendapatkan resolusi frekuensi yang diperlukan untuk memahami kerosakan.

Isyarat kecil dijangka untuk simulasi sirkuit rf

Penerima mesti sensitif untuk mengesan isyarat input kecil. Secara umum, kuasa input penerima boleh sama kecil dengan 1 μV. Kesensitiviti penerima terhad oleh bunyi yang dihasilkan oleh litar input. Oleh itu, bunyi adalah pertimbangan penting bila merancang penerima PCB. Lagipun, kemampuan untuk meramalkan bunyi dengan alat simulasi adalah penting. Figure 1 menunjukkan penerima superheterodyne biasa. Isyarat yang diterima ditapis dan isyarat input ditambah oleh penambah bunyi rendah (LNA). Isyarat kemudian dicampur dengan oscilator setempat (LO) untuk menukarnya ke frekuensi sementara (IF). Efisiensi bunyi sirkuit bahagian depan bergantung pada LNA, Mixer dan LO. Walaupun ia mungkin untuk mencari bunyi LNA menggunakan analisis bunyi tradisional SPICE, ia tidak berguna untuk penyampur dan LO kerana bunyi dalam blok ini dipengaruhi dengan kuat oleh isyarat LO besar.

Isyarat input kecil memerlukan penerima mempunyai kemampuan amplifikasi yang sangat tinggi, biasanya dengan pendapatan 120 dB. Pada keuntungan yang tinggi, mana-mana sambungan isyarat dari output kembali ke input boleh menyebabkan masalah. Satu alasan penting untuk menggunakan arkitektur penerima superheterodyn adalah bahawa ia boleh mengedarkan keuntungan atas beberapa frekuensi untuk mengurangkan peluang untuk menyambung. Ini juga membuat frekuensi LO berbeza dari frekuensi isyarat input, mencegah isyarat yang mengganggu besar daripada "mencemari" isyarat input kecil.

Untuk sebab yang berbeza, pertukaran langsung atau arkitektur homodina boleh menggantikan arkitektur superheterodyne dalam beberapa sistem komunikasi tanpa wayar. Dalam arkitektur ini, isyarat input RF diubah secara langsung ke frekuensi dasar dalam satu langkah, jadi kebanyakan keuntungan adalah dalam frekuensi dasar dan LO adalah sama dengan frekuensi isyarat input. Dalam kes ini, kesan beberapa sambungan mesti dipahami dan model terperinci "laluan isyarat sesat", seperti sambungan melalui substrat, sambungan antara pin pakej dan bondwire, dan sambungan melalui garis kuasa, mesti ditetapkan.

Pergangguan saluran bersebelahan dalam simulasi sirkuit RF

Pergangguan juga bermain peran penting dalam penyebar. Tidak lineariti penghantar dalam litar output boleh menyebabkan lebar banding isyarat yang dihantar tersebar melalui saluran bersebelahan. Fenomen ini dipanggil pertumbuhan semula spektral. Lebar kawasan isyarat terbatas sehingga ia mencapai penyembah kuasa penghantar (PA). Tetapi "distorsi modulasi" dalam PA menyebabkan lebar band meningkat lagi. Jika lebar band meningkat terlalu banyak, penghantar tidak akan memenuhi keperluan kuasa saluran sebelah. Apabila menghantar isyarat modulasi digital, SPICE hampir mustahil untuk meramalkan pertumbuhan semula spektrum. Kerana kira-kira 1,000 transmisi simbol perlu disimulasi untuk mendapatkan spektrum mewakili, dan pembawa frekuensi tinggi bersama-sama, analisis sementara SPICE tidak praktik.