Šiame straipsnyje paaiškinamos 4 pagrindinės RF grandinių charakteristikos iš keturių aspektų: RF sąsaja, mažas laukiamas signalas, didelis trikdžių signalas ir gretimų kanalų trikdžiai, ir pateikiami svarbūs veiksniai, kuriems reikia ypatingo dėmesio PCB projektavimo procese.
RF sąsajos RF grandinės modeliavimas
Belaidis siųstuvas ir imtuvas koncepcijoje gali būti suskirstyti į dvi pagrindinio dažnio ir radijo dažnio dalis.Pagrindinis dažnis apima siųstuvo įvesties signalo dažnių diapazoną ir imtuvo išėjimo signalo dažnių diapazoną.Pagrindinio dažnio juostos plotis lemia bazinį duomenų srauto greitį sistemoje.Pagrindinis dažnis naudojamas siekiant pagerinti duomenų srauto patikimumą ir sumažinti siųstuvo apkrovą perdavimo terpei esant tam tikram duomenų greičiui.Todėl pagrindinio dažnio grandinės PCB konstrukcijai reikia daug žinių apie signalų apdorojimo inžineriją.Siųstuvo RF grandinė konvertuoja ir padidina apdoroto pagrindinio dažnio signalą į nurodytą kanalą ir įleidžia šį signalą į perdavimo terpę.Ir atvirkščiai, imtuvo RF grandinė gauna signalą iš perdavimo terpės ir konvertuoja bei sumažina jį į pagrindinį dažnį.
Siųstuvai turi du pagrindinius PCB projektavimo tikslus: pirmasis yra tas, kad jie turi perduoti tam tikrą galios kiekį ir sunaudoti kuo mažiau energijos.Antra, jie negali trukdyti normaliam siųstuvo-imtuvo darbui gretimuose kanaluose.Kalbant apie imtuvą, yra trys pagrindiniai PCB projektavimo tikslai: pirma, jie turi tiksliai atkurti mažus signalus;antra, jie turi sugebėti pašalinti trukdžių signalus už pageidaujamo kanalo ribų;paskutinis taškas yra toks pat kaip ir siųstuvas, jie turi vartoti labai mažai energijos.
Didelių trukdančių signalų RF grandinės modeliavimas
Imtuvai turi būti jautrūs mažiems signalams, net kai yra didelių trukdančių signalų (blokatorių).Tokia situacija susidaro bandant priimti silpną arba tolimą perdavimo signalą galingu siųstuvu, transliuojančiu gretimu kanalu šalia.Trikdantis signalas gali būti 60–70 dB didesnis nei laukiamas signalas ir gali blokuoti įprasto signalo priėmimą imtuvo įvesties fazėje, kai yra didelė aprėptis arba imtuvas generuoja per daug triukšmo. įvesties fazė.Šios dvi aukščiau paminėtos problemos gali kilti, jei imtuvas įvesties stadijoje dėl trukdžių šaltinio yra nukreipiamas į netiesiškumo sritį.Norint išvengti šių problemų, imtuvo priekinis galas turi būti labai linijinis.
Todėl „tiesiškumas“ taip pat yra svarbus aspektas kuriant imtuvo PCB.Kadangi imtuvas yra siauros juostos grandinė, netiesiškumas yra „tarpmoduliacijos iškraipymo (tarpmoduliacijos iškraipymo)“ matavimas pagal statistiką.Tai apima dviejų panašaus dažnio sinuso arba kosinuso bangų naudojimą, esančias centrinėje juostoje (juostoje), kad būtų valdomas įvesties signalas, o tada išmatuojamas jo intermoduliacinio iškraipymo sandauga.Apskritai SPICE yra daug laiko reikalaujanti ir brangi modeliavimo programinė įranga, nes ji turi atlikti daugybę ciklų, kad gautų norimą dažnio skiriamąją gebą, kad suprastų iškraipymą.
Mažo pageidaujamo signalo RF grandinės modeliavimas
Imtuvas turi būti labai jautrus, kad aptiktų mažus įvesties signalus.Apskritai imtuvo įvesties galia gali siekti 1 μV.imtuvo jautrumą riboja jo įvesties grandinės keliamas triukšmas.Todėl projektuojant PCB imtuvą svarbu atsižvelgti į triukšmą.Be to, būtina turėti galimybę numatyti triukšmą naudojant modeliavimo priemones.1 paveiksle yra tipiškas superheterodino (superheterodino) imtuvas.Gautas signalas pirmiausia filtruojamas, o po to įvesties signalas sustiprinamas mažo triukšmo stiprintuvu (LNA).Tada pirmasis vietinis generatorius (LO) naudojamas maišyti su šiuo signalu, kad šis signalas būtų konvertuojamas į tarpinį dažnį (IF).Priekinės (priekinės) grandinės triukšmo efektyvumas daugiausia priklauso nuo LNA, maišytuvo (maišytuvo) ir LO.Nors naudojant įprastą SPICE triukšmo analizę, galite ieškoti LNA triukšmo, tačiau maišytuvui ir LO tai nenaudinga, nes triukšmas šiuose blokuose bus labai didelis LO signalas.
Mažas įvesties signalas reikalauja, kad imtuvas būtų itin sustiprintas, o tam paprastai reikia net 120 dB stiprinimo.Esant tokiam dideliam padidėjimui, bet koks signalas, sujungtas iš išvesties (porų) atgal į įvestį, gali sukelti problemų.Svarbi priežastis, kodėl naudojama itin išskirtinė imtuvo architektūra, yra ta, kad ji leidžia stiprinimą paskirstyti keliems dažniams, kad sumažėtų sujungimo galimybė.Dėl to pirmasis LO dažnis skiriasi nuo įvesties signalo dažnio, gali užkirsti kelią didelių trukdžių signalo "taršai" į mažą įvesties signalą.
Dėl įvairių priežasčių kai kuriose belaidžio ryšio sistemose tiesioginė konversija (tiesioginė konversija) arba vidinė diferencinė (homodino) architektūra gali pakeisti itin išorinę diferencialinę architektūrą.Šioje architektūroje RF įvesties signalas yra tiesiogiai konvertuojamas į pagrindinį dažnį vienu žingsniu, todėl didžioji stiprinimo dalis yra pagrindiniame dažnyje, o LO yra tokio paties dažnio kaip įvesties signalas.Tokiu atveju reikia suprasti nedidelio sujungimo poveikį ir sukurti išsamų „klaidžiojo signalo kelio“ modelį, pvz.: sujungimas per pagrindą, sujungimas tarp pakuotės pėdsako ir litavimo linijos (jungiamojo viela) , ir sujungimas per elektros linijos jungtį.
RF grandinės gretimų kanalų trikdžių modeliavimas
Iškraipymas taip pat vaidina svarbų vaidmenį siųstuve.Dėl siųstuvo generuojamo netiesiškumo išėjimo grandinėje perduodamo signalo dažnio plotis gali pasklisti gretimais kanalais.Šis reiškinys vadinamas „spektriniu ataugimu“.Prieš signalui pasiekiant siųstuvo galios stiprintuvą (PA), jo pralaidumas yra ribotas;tačiau „tarpmoduliacijos iškraipymas“ PA sukelia pralaidumo padidėjimą.Jei pralaidumas per daug padidės, siųstuvas negalės patenkinti gretimų kanalų galios reikalavimų.Perduodant skaitmeninį moduliacijos signalą, su SPICE nuspėti spektro ataugimą praktiškai neįmanoma.Kadangi reikia imituoti apie 1000 skaitmeninių perdavimo operacijos simbolių (simbolių), kad būtų gautas reprezentatyvus spektras, taip pat reikia sujungti aukšto dažnio nešiklį, todėl SPICE pereinamoji analizė taps nepraktiška.
Paskelbimo laikas: 2022-03-31