PCB-Neuigkeiten - PCB Zeichenbrett Wissen-HF Schaltungsteil

Dies Artikel interpretiert die vier GrundlegEndee Eigenschaften vauf Radio Frequenz Schaltungen vauf vier Alspekte: Radio Frequenz Schneststelle, klein gewünscht Signal, groß Interferenz Signal, und eingrenzend Keinal Interferenz, und gibt wichtig Fakzuren dalss Bedarf Spezial Aufmerksamkees in die PCB-Design Prozess.

Radio Frequenz Schneststelle von Radio Frequenz Schaltung Simulbeiion

Die drahtlos Sender und Empfänger sind konzeptionell geteilt in zwei Teile: Balsisttttttttttttttttttttttttttt Frequenz und Radio Frequenz. Die fundamental Frequenz beinhaltet die Frequenz Bereich von die Eingabe Signal von die Sender und die Frequenz Bereich von die Ausgabe Signal von die Empfänger. Die Bundbreese von die fundamental Frequenz bestimmt die fundamental Rate at die Daten keinn Strömung in die System. Die Balsis Frequenz is verwendet zu Verbesserung die Zuverlässigkees von die Daten Strom und Reduzieren die Last auferlegt von die Sender on die Übertragung Medium unter a spezifisch Daten Übertragung Rate. Daher, a Los von Signal Verarbeitung Engineering Wissen is erfürderlich wenn Design a fundamental Frequenz Schaltung on a Leiterplatte. Die Radio Frequenz Schaltung von die Sender kann Konvertieren und up-Konvertieren die verarbeitet Basisbund Signal zu a bezeichnet Kanal, und injizieren dies Signal in die Übertragung Medium. An die gegenteilig, die Radio Frequenz PCB von die Empfänger kann erhalten die Signal von die Übertragung Medium, und Konvertieren und Reduzieren die Frequenz zu die Basis Frequenz.

Sender hat zwei Haupt PCB-Design Ziele: Die zuerst is dass sie/Sie muss senden a spezifisch Leistung während verbrauchen die am wenigsten Leistung möglich. Die zweite is dass sie/Sie kann nicht Interferenz mit die nodermal Betrieb von Transceiver in angrenzend Kanäle. As weit as die Empfänger is Betrvonfen, dodert sind drei Haupt PCB-Design Ziele: zuerst, sie/Sie muss genau wiederherstellen klein Signale; zweite, sie/Sie muss be fähig zu entfernen störend Signale draußen die gewünscht Kanal; und letzte, wie die Sender, sie/Sie muss konsumieren Leistung Sehr klein.

Das kleine erwartete Signal der HF-SchaltungsSimulation

Die Empfänger muss detektieren klein Eingabe Signals sehr empfindenlich. Allgemein Sprechen, die Eingabe Leistung von die Empfänger kann be as klein as 1 μV. Die Empfindlichkeit von die Empfänger is begrenzt von die Lärm generiert von seine Eingabe Schaltung. Dierefüre, Lärm is an wichtig Berücksichtigung in die PCB-Design von die Empfänger. Darüber hinaus, die Fähigkeit zu voderhersagen Lärm mit Simulation Werkzeuge is unverzichtbar. Abbildung 1 is a typisch Superheterodyn Empfänger. Die erhalten Signal is gefiltert zuerst, und dann a niedrig Lärm Verstärker ((LNA)) is verwendet zu Verstärken die Eingabe Signal. Dann Verwendung die zuerst lokal Oszillazur ((LO)) zu Mischung mit dies Signal zu convert dies Signal in an Zwischenprodukt Frequenz ((IF)). Die Lärm Leistung von die Frontend Schaltung hauptsächlich hängt ab on die LNA, Mischer und LO. Obwohl die traditionell SPICE Lärm Analyse kann find die Lärm von die LNA, it is nutzlos foder die Mischer und die LO, weil die Lärm in diese Blöcke wird be schwer Betrvonfen von die groß LO Signal.

Das kleine EingangsSignal erfordert eine große Verstärkungsfunktion des Empfängers, in der Regel ist eine Verstärkung von 120 dB erforderlich. Bei einer solchen hohen Verstärkung kann jedes Signal, das von der Ausgangsklemme zurück an die Eingangsklemme gekoppelt wird, Probleme verursachen. Der wichtige Grund für die Verwendung der Superheterodyne-Empfängerarchitektur ist, dass sie den Gain in mehreren Frequenzen verteilen kann, um die Wahrscheinlichkeit einer Kopplung zu verringern. Dadurch unterscheidet sich auch die Frequenz des ersten LO von der Frequenz des EingangsSignale, was verhindern kann, dass große StörSignale zu kleinen EingangsSignalen "kontaminiert" werden.

Aus verschiedenen Gründen kann in einigen drahtlosen Kommunikationssystemen eine direkte Umwundlung oder Homodyn Architektur Superheterodyne Architektur ersetzen. In dieser Architektur wird das HF-EingangsSignal in einem einzigen Schritt direkt in die Grundfrequenz umgewundelt. Daher liegt der größte Teil der Verstärkung in der Grundfrequenz, und die Frequenz des LO und des EingangsSignale ist die gleiche. In diesem Fall muss der Einfluss einer kleinen Menge an Kopplung verstunden werden, und ein detailliertes Modell des "StreuungsSignalpfades" muss erstellt werden, wie zum Beispiel: Kopplung durch das Substrat, Paketstifte und Bonddrähte (Bonddraht) zwischen der Kopplung und die Kopplung durch die Stromleitung.

Das große StörSignal der HochfrequenzschaltungsSimulation

Der Empfänger muss sehr empfindlich auf kleine Signale reagieren, auch bei großen StörSignalen (Hindernissen). Diese Situation tritt auf, wenn versolchet wird, ein schwaches oder langes ÜbertragungsSignal zu empfangen, und ein leistungsstarker Sender in der Nähe sendet in einem benachbarten Kanal. Das StörSignal kann 60~70 dB größer als das erwartete Signal sein, und es kann in einer großen Menge der Abdeckung während der Eingangsstufe des Empfängers verwendet werden, oder der Empfänger kann übermäßiges Rauschen während der Eingangsstufe erzeugen, um den Empfang von normalen Signalen zu Blockieren. Wenn der Empfänger während der Eingangsstufe von der Störquelle in einen nichtLiniesindn Bereich getrieben wird, treten die beiden oben genannten Probleme auf. Um diese Probleme zu vermeiden, muss die Vorderseite des Empfängers sehr linear sein.

Daher, "Linearität" is auch an wichtig Berücksichtigung in PCB-Design von die Empfänger. Seit die Empfänger is a narrowbund Schaltung, die nichtlinearity is gemessen von Messung "Intermodulation diszurtion". Dies involviert Verwendung zwei Sinus Wellen or Kosinus Wellen mit ähnlich Frequenzen und lokalisiert in die center bund zu Antrieb die Eingabe Signal, und dien Messung die Produkt von seine Intermodulation. Allgemein Sprechen, SPICE is a zeitaufwändig und kostenintensiv Simulation svontwsind, beUrsache it hat zu führen mjede Zyklen zu erhalten die erforderlich Frequenz Auflösung zu verstehen die diszurtion.

Angrenzende Kanalstörungen bei der Simulation von Hochfrequenzschaltungen

Auch im Sender spielt Verzerrung eine wichtige Rolle. Die Nichtlinearität, die durch den Sender in der Ausgangsschaltung erzeugt wird, kann die Bundbreite des übertragenen Signals in benachbarten Kanälen verteilen. Dieses Phänomen wird als "spektrales Nachwachsen" bezeichnet. Bevor das Signal den Leistungsverstärker ((PA)) des Senders erreicht, ist seine Bandbreite begrenzt; Aber die "Intermodulationsverzerrung" in der PA wird dazu führen, dass die Bandbreite wieder zunimmt. Wird die Bandbreite zu stark erhöht, kann der Sender den Strombedarf seiner benachbarten Kanäle nicht erfüllen. Bei der Übertragung digital modulierter Signale ist es nämlich unmöglich, mit SPICE das weitere Wachstum des Spektrums vorherzusagen. Da es etwa 1000 digitale Symbole (Symbol) gibt, müssen Übertragungsvorgänge simuliert werden, um ein repräsentatives Spektrum zu erhalten, und müssen auch Hochfrequenzträger kombinieren, was SPICE Transientenanalyse unpraktisch macht.