Elektronik tasarım - PCB RF devrelerin temel özellikleri nedir?

Burada, radyo frekans devrelerin dört temel özellikleri radyo frekans arayüzünün dört tarafından, küçük beklenen sinyal, büyük araştırma sinyali ve yakın kanal araştırması ve PCB tasarım sürecinde özel dikkati gereken önemli faktörler verilecek.

RF devre simülasyonunun RF arayüzü

Kablosuz yayınlayıcı ve alıcı iki parçaya mantıklı bölüler: temel frekans ve radyo frekansı. İlk frekans yayıcının giriş sinyalinin frekans menzili ve alıcının çıkış sinyalinin frekans menzili de dahil ediyor. Temel frekansların bandwidth sistemde veriler akışlayabileceği temel hızı belirliyor. Temel frekans veri akışının güveniliğini geliştirmek için kullanılır ve transmitör tarafından yükünü özel bir veri nakliye hızı altında yayımlayıcı tarafından düşürmek için kullanılır. Bu yüzden, PCB tahtasında temel frekans devrelerini tasarladığında çok sinyal işleme mühendislik bilgileri gerekiyor. Transmitörün radyo frekans devresi işletilen üssband sinyalini belirlenmiş kanalına dönüştürebilir ve bu sinyali transmis ortasına inşa eder. Bunun tersine, alıcının radyo frekans devresi sinyali transmis ortasından alabilir ve frekansiyonu temel frekansiyona dönüştürebilir.

Transmitter'in iki ana PCB tasarım hedefi var: İlk olarak en az güç kullanarak özel bir güç göndermelidir. İkincisi, yakın kanallarda geçenlerin normal operasyonuna karışamayacakları. Alıcı hakkında, üç ana PCB tasarım hedefi var: ilk olarak, küçük sinyalleri tam olarak geri almalılar; ikinci, istediği kanal dışında araştırma sinyallerini silebilirler; Sonunda, transmitör gibi gücü çok küçük tüketmeliler.

Büyük araştırma sinyallerinin radyo frekans devre simülasyonu

Alıcı küçük sinyallere çok hassas olmalı. Büyük araştırma sinyalleri olduğunda bile. Bu durum zayıf veya uzak uzak bir iletişim sinyali almaya çalıştığında oluyor ve yakın bir güçlü transmitör yakın bir kanalda yayılıyor. Araştırma sinyali beklenen sinyalden 60~70 dB daha büyük olabilir ve alıcının girdi sahnesinde büyük miktarda kapatılır, ya da alıcı normal sinyallerin alınmasını engellemek için girdi sahnesinde fazla ses oluşturabilir. Eğer alıcı girdi a şamasında araştırma kaynağı tarafından lineer olmayan bir bölgeye sürüklenirse, yukarıdaki iki sorun oluşacak. Bu sorunlardan kaçırmak için, alıcının ön tarafı çok lineer olmalı.

Bu nedenle, "linearit" de alıcının PCB tasarımında önemli bir düşünce. Alıcı kısa bir devre olduğundan beri, çizgi olmayan çizgiyi sayılacak "modülasyon bozukluğu (modülasyon bozukluğu)" ölçerek ölçülür. Bu, orta grubunda bulunan benzer frekanslar ile iki sinus dalgaları veya kosin dalgalarını kullanarak giriş sinyalini sürüştürmek için kullanarak, sonra da bunun intermodulasyonunun ürünü ölçüyor. Genelde konuşurken, SPICE, bozukluğu anlamak için gerekli frekans çözümünü almak için çok süre dönüş operasyonlarını gerçekleştirmek zorundadır.

RF devre simülasyonunun küçük beklenmiş sinyali

Alıcı küçük girdi sinyallerini keşfetmek için çok hassas olmalı. Genellikle konuşurken, alıcının giriş gücü 1 I¼V kadar küçük olabilir. Alıcının hassasiyeti, giriş devresi tarafından oluşturulan ses tarafından sınırlı. Bu yüzden gürültü, alıcının PCB tasarımında önemli bir düşünce. Ayrıca, simülasyon araçlarıyla sesi tahmin etme yeteneği gereksiz. Şekil 1 tipik bir süperheterodinan alıcı. İlk alınan sinyal filtreldir, sonra giriş sinyali düşük bir ses amplifikatörü (LNA) tarafından genişletildir. Sonra bu sinyali orta frekans (IF) olarak dönüştürmek için bu sinyalle karıştırmak için ilk yerel oscillatörü (LO) kullanın. Ön taraf devresinin sesli performansı genellikle LNA, karıştırıcı ve LO'ya bağlı. Eğer geleneksel SPICE sesi analizi LNA'nın sesini bulabilirse, karıştırıcı ve LO için faydalı değil çünkü bu bloklardaki sesi büyük LO sinyali tarafından çok etkilenecek.

Küçük bir girdi sinyali alıcının büyük bir genişletim fonksiyonu olmasını istiyor. Genelde 120 dB'nin kazanması gerekiyor. Böyle yüksek bir kazanç ile, çıkış terminal'dan geri giriş terminal'a bağlanmış herhangi bir sinyal sorunlara sebep olabilir. Superheterodinan alıcı mimarını kullanmanın önemli sebebi, birleşme şansını azaltmak için birkaç frekans kazanını dağıtabilir. Bu da ilk LO'nun frekansiyetini, giriş sinyallerinin frekansiyetinden farklı yapar. Bu da büyük interferans sinyallerini küçük giriş sinyalleri ile "contaminated" olmasını engelleyebilir.

Farklı sebeplere göre, bazı kablosuz iletişim sistemlerinde, doğru dönüştürme ya da homodinal mimarı superheterodinan mimarını değiştirebilir. Bu mimara içinde, RF girdi sinyali bir adımda temel frekanslara doğrudan dönüştürüler. Bu yüzden, kazanç çoğu temel frekanslarda ve LO ve giriş sinyali aynıdır. Bu durumda, küçük bir miktar bağlantının etkisi anlamalıdır ve "yoldan çıkan sinyal yolu" modelinin detaylı bir modeli oluşturmalıdır. Örneğin, bağlantı, paket pişleri ve bağlantı kabloları (Bondwire) arasında bağlantı ve elektrik çizgisinin arasındaki bağlantı.

RF PCB simülasyonunda yapılan kanal arayüzü

Dağıtıcıda da önemli bir rol oynuyor. Çıkış devrelerindeki yayıcının oluşturduğu çizgi olmayan sinyal genişliğini yakın kanallara yayabilir. Bu fenomen "spektral regrowth" denir. Sinyal yayıcının güç amplifikatörüne ulaşmadan önce, bandwidth s ınırlı; Ama PA'daki "modülasyon bozulması" bandwidth tekrar arttırır. Eğer bandwidth fazla arttıysa, yayıcısı yakın kanallarının güç ihtiyaçlarını uygulamayacak. Dijital modüle sinyaller gönderdiğinde, aslında spektrumun daha büyümesini tahmin etmek için SPICE kullanmak imkansız. Çünkü temsilci bir spektrumu almak için yaklaşık 1000 sembol (sembol) iletişimi simüle edilmeli ve yüksek frekans taşıyıcı dalgaları da gerekli, bu da SPICE geçici analizi etkisiz yapacak.