Bu makalede RF devrelerinin 4 temel özelliği dört açıdan açıklanmaktadır: RF arayüzü, küçük beklenen sinyal, büyük girişim sinyali ve bitişik kanallardan kaynaklanan girişim ve PCB tasarım sürecinde özel dikkat gerektiren önemli faktörlere yer verilmektedir.
RF arayüzünün RF devre simülasyonu
Kablosuz verici ve alıcı konseptinde, temel frekans ve radyo frekansı olmak üzere iki kısma ayrılabilir.Temel frekans, vericinin giriş sinyalinin frekans aralığını ve alıcının çıkış sinyalinin frekans aralığını içerir.Temel frekansın bant genişliği, verilerin sistemde akabileceği temel hızı belirler.Temel frekans, veri akışının güvenilirliğini artırmak ve belirli bir veri hızında vericinin iletim ortamına uyguladığı yükü azaltmak için kullanılır.Bu nedenle temel frekans devresinin PCB tasarımı, sinyal işleme mühendisliği konusunda kapsamlı bilgi gerektirir.Vericinin RF devresi, işlenmiş temel frekans sinyalini belirli bir kanala dönüştürür ve yükseltir ve bu sinyali iletim ortamına enjekte eder.Tersine, alıcının RF devresi, sinyali iletim ortamından alır ve onu dönüştürür ve temel frekansa düşürür.
Vericilerin iki ana PCB tasarım hedefi vardır: Birincisi, mümkün olan en az miktarda güç tüketirken belirli miktarda güç aktarmaları gerektiğidir.İkincisi, alıcı-vericinin bitişik kanallardaki normal çalışmasına müdahale edemeyecekleridir.Alıcı açısından üç ana PCB tasarım hedefi vardır: Birincisi, küçük sinyalleri doğru bir şekilde geri yüklemelidirler;ikincisi, istenilen kanalın dışındaki parazit sinyallerini ortadan kaldırabilmelidirler;Son nokta verici ile aynıdır, çok az güç tüketmeleri gerekir.
Büyük girişim sinyallerinin RF devre simülasyonu
Alıcılar, büyük parazit yaratan sinyaller (engelleyiciler) mevcut olsa bile, küçük sinyallere karşı duyarlı olmalıdır.Bu durum, yakındaki bitişik kanalda yayın yapan güçlü bir vericiyle zayıf veya uzaktaki bir iletim sinyalini almaya çalışırken ortaya çıkar.Müdahale sinyali, beklenen sinyalden 60 ila 70 dB daha büyük olabilir ve alıcının giriş aşamasında normal sinyalin alımını büyük miktarda kapsama alanıyla engelleyebilir veya alıcının bölgede aşırı miktarda gürültü üretmesine neden olabilir. giriş aşaması.Yukarıda bahsedilen bu iki sorun, giriş aşamasında alıcının girişim kaynağı tarafından doğrusal olmayan bölgeye sürülmesi durumunda ortaya çıkabilir.Bu sorunları önlemek için alıcının ön ucunun oldukça doğrusal olması gerekir.
Bu nedenle alıcı PCB'yi tasarlarken "doğrusallık" da önemli bir husustur.Alıcı dar bantlı bir devre olduğundan, doğrusal olmama durumu istatistiklere göre “modülasyonlar arası bozulmayı (modülasyonlar arası bozulma)” ölçmektir.Bu, giriş sinyalini yönlendirmek için merkez bantta (bant içinde) bulunan ve benzer frekansa sahip iki sinüs veya kosinüs dalgasının kullanılmasını ve ardından intermodülasyon distorsiyonunun çarpımının ölçülmesini içerir.Genel olarak SPICE, zaman alıcı ve maliyetli bir simülasyon yazılımıdır çünkü distorsiyonu anlamak için istenen frekans çözünürlüğünü elde edebilmesi için birçok döngü gerçekleştirmesi gerekir.
İstenilen küçük sinyalin RF devre simülasyonu
Alıcının küçük giriş sinyallerini tespit edebilmesi için çok hassas olması gerekir.Genel olarak alıcının giriş gücü 1 μV kadar küçük olabilir.Alıcının hassasiyeti, giriş devresi tarafından üretilen gürültü ile sınırlıdır.Bu nedenle PCB için bir alıcı tasarlarken gürültü önemli bir husustur.Ayrıca simülasyon araçlarıyla gürültüyü tahmin etme becerisine sahip olmak da önemlidir.Şekil 1 tipik bir süperheterodin (süperheterodin) alıcıdır.Alınan sinyal önce filtrelenir ve ardından giriş sinyali düşük gürültülü amplifikatör (LNA) ile güçlendirilir.Daha sonra ilk yerel osilatör (LO), bu sinyali ara frekansa (IF) dönüştürmek için bu sinyalle karıştırmak için kullanılır.Ön uç (ön uç) devre gürültü etkinliği temel olarak LNA'ya, miksere (mikser) ve LO'ya bağlıdır.Her ne kadar geleneksel SPICE gürültü analizini kullansanız da LNA gürültüsünü arayabilirsiniz, ancak mikser ve LO için bu işe yaramaz çünkü bu bloklardaki gürültü çok büyük bir LO sinyalini ciddi şekilde etkileyecektir.
Küçük giriş sinyali, alıcının son derece güçlendirilmesini gerektirir; genellikle 120 dB kadar yüksek bir kazanç gerektirir.Bu kadar yüksek bir kazançta, çıkıştan (çiftlerden) girişe geri bağlanan herhangi bir sinyal sorun yaratabilir.Süper aykırı alıcı mimarisinin kullanılmasının önemli nedeni, eşleşme olasılığını azaltmak için kazancın çeşitli frekanslara dağıtılmasına izin vermesidir.Bu aynı zamanda ilk LO frekansının giriş sinyali frekansından farklı olmasını sağlar ve büyük girişim sinyalinin küçük giriş sinyaline "kirlenmesini" önleyebilir.
Farklı sebeplerden dolayı bazı kablosuz iletişim sistemlerinde ultra-dış diferansiyel mimarinin yerini doğrudan dönüşüm (doğrudan dönüşüm) veya iç diferansiyel (homodyne) mimarisi alabilmektedir.Bu mimaride, RF giriş sinyali tek bir adımda doğrudan temel frekansa dönüştürülür, böylece kazancın çoğu temel frekansta olur ve LO, giriş sinyaliyle aynı frekansta olur.Bu durumda, küçük miktardaki bağlantının etkisi anlaşılmalı ve "kaçak sinyal yolu"nun ayrıntılı bir modeli oluşturulmalıdır, örneğin: alt tabaka boyunca bağlantı, paketin kapladığı alan ile lehim hattı (bağ teli) arasındaki bağlantı ve güç hattı bağlantısı aracılığıyla bağlantı.
Bitişik Kanal Girişiminin RF Devre Simülasyonu
Distorsiyon da vericide önemli bir rol oynar.Çıkış devresindeki vericinin ürettiği doğrusal olmama, iletilen sinyalin frekans genişliğinin bitişik kanallara yayılmasına neden olabilir.Bu olaya “spektral yeniden büyüme” adı veriliyor.Sinyal vericinin güç amplifikatörüne (PA) ulaşmadan önce bant genişliği sınırlıdır;ancak PA'daki “modülasyonlar arası bozulma” bant genişliğinin tekrar artmasına neden olur.Bant genişliğinin çok fazla artması durumunda verici, komşu kanalların güç gereksinimlerini karşılayamayacaktır.Dijital bir modülasyon sinyali iletirken SPICE ile spektrumun yeniden büyümesini tahmin etmek neredeyse imkansızdır.Temsili bir spektrum elde etmek için iletim işleminin yaklaşık 1000 dijital sembolünün (sembolünün) simüle edilmesi gerektiğinden ve aynı zamanda yüksek frekans taşıyıcısını birleştirmeye ihtiyaç duyulduğundan, bunlar SPICE geçici analizini kullanışsız hale getirecektir.
Gönderim zamanı: Mart-31-2022