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Este artículo expone las cuatro características básicas del Circuito de radiofrecuencia desde cuatro aspectos: interfaz de radiofrecuencia, señal de pequeña expectativa, señal de gran interferencia e interferencia de canales adyacentes, y da factores importantes a los que se debe prestar especial atención en el proceso de diseño de pcb.
1. interfaz de simulación de circuitos de radiofrecuencia
Conceptualmente, los transmisores y receptores inalámbricos se pueden dividir en dos partes: frecuencia base y radiofrecuencia. La frecuencia base incluye el rango de frecuencia de la señal de entrada del transmisor y el área de frecuencia de la señal de salida del receptor. El ancho de banda de la frecuencia base determina la velocidad básica a la que los datos fluyen en el sistema. La frecuencia base se utiliza para mejorar la fiabilidad del flujo de datos y reducir la carga ejercida por el transmisor sobre el medio de transmisión a una velocidad de transmisión de datos específica. Por lo tanto, al diseñar circuitos de frecuencia base con pcb, se necesita un gran conocimiento de ingeniería de procesamiento de señales. El circuito de radiofrecuencia del transmisor puede convertir y elevar la señal de frecuencia base procesada al canal designado e inyectar la señal en el medio de transmisión. Por el contrario, el circuito de radiofrecuencia del receptor puede obtener una señal del medio de transmisión, convertir la frecuencia y reducirla a la frecuencia base.
El transmisor tiene dos objetivos principales de diseño de pcb: el primero es que debe transmitir una potencia específica con el menor consumo de energía. En segundo lugar, no pueden interferir con el funcionamiento normal de los transceptores en canales adyacentes. En el caso de los receptores, los PCB tienen tres objetivos principales de diseño: primero, deben restaurar con precisión las señales pequeñas; En segundo lugar, deben ser capaces de eliminar señales de interferencia fuera del Canal deseado; Finalmente, al igual que los transmisores, deben consumir poca potencia.
2. grandes señales de interferencia en la simulación de circuitos de radiofrecuencia
El receptor debe ser sensible a las señales pequeñas, incluso si hay grandes señales de interferencia (barreras). Esto ocurre cuando se intenta recibir señales de transmisión débiles o de larga distancia, y hay potentes transmisores cerca que transmiten en canales adyacentes. La señal de interferencia puede ser de 60 a 70 DB mayor de lo esperado, y la recepción de la señal normal puede verse obstaculizada por una gran cobertura del nivel de entrada del receptor o por causar que el receptor produzca demasiado ruido en el nivel de entrada. Si el receptor es impulsado a una región no lineal por una fuente de interferencia en el nivel de entrada, se producirán los dos problemas anteriores. Para evitar estos problemas, la parte delantera del receptor debe ser muy lineal.
Por lo tanto, "lineal" también es una consideración importante en el diseño de receptores de pcb. Debido a que el receptor es un circuito de banda estrecha, la no lineal se calcula midiendo la "distorsión de intermodulación". Esto incluye el uso de dos ondas sinusoidales o coseno con frecuencias similares y ubicadas en la banda central para impulsar la señal de entrada, y luego medir el producto de su modulación interactiva. En general, Spice es un software de simulación largo y rentable, ya que tiene que realizar muchas operaciones circulares para obtener la resolución de frecuencia necesaria para entender la distorsión.
3. la señal esperada simulada por el circuito de radiofrecuencia es menor
El receptor debe ser muy sensible para detectar pequeñas señales de entrada. Normalmente, la Potencia de entrada del receptor puede ser tan pequeña como 1 ° V. la sensibilidad del receptor está limitada por el ruido generado por su circuito de entrada. Por lo tanto, el ruido es una consideración importante en el diseño de receptores de pcb. Además, la capacidad de utilizar herramientas de simulación para predecir el ruido es esencial. La figura 1 es un receptor metaheterodino típico. La señal recibida se filtra y luego se amplifica por un amplificador de bajo ruido (lna). El primer Oscilador local (lo) se utiliza entonces para mezclar con la señal para convertir la señal en frecuencia intermedia (si). La eficiencia acústica de los circuitos Front - end depende principalmente de los amplificadores de bajo ruido, mezcladores y amplificadores de bajo ruido. Aunque el análisis tradicional del ruido Spice permite detectar el ruido del lna, es inútil para los mezcladores y lo, ya que el ruido en estos bloques se ve gravemente afectado por la gran señal lo.
Una pequeña señal de entrada requiere que el receptor tenga una gran función de amplificación, lo que generalmente requiere una ganancia de 120db. Con tal alta ganancia, cualquier señal acoplada desde la salida hasta la entrada puede causar problemas. La razón importante para usar la arquitectura de receptor superheterogéneo es que puede distribuir la ganancia en varias frecuencias para reducir la probabilidad de acoplamiento. Esto también hace que la frecuencia del primer lo sea diferente de la frecuencia de la señal de entrada, lo que puede evitar que la señal de gran interferencia "contamine" la señal de entrada pequeña.
Por diferentes razones, en algunos sistemas de comunicación inalámbrica, la conversión directa o la arquitectura de diferencia cero pueden reemplazar la arquitectura ultra heterogénea. En esta arquitectura, la señal de entrada RF se convierte directamente en frecuencia base en un solo paso. Por lo tanto, la mayor parte de la ganancia está en la frecuencia base, y lo es la misma frecuencia que la señal de entrada. En este caso hay que entender los efectos de un pequeño número de acoplamientos y hay que establecer modelos detallados de "vías de señal dispersas", como el acoplamiento a través del sustrato, el acoplamiento entre el pin de encapsulamiento y el cable de unión y el acoplamiento a través del cable de alimentación.
4. interferencia de canales adyacentes en la simulación de circuitos de radiofrecuencia
La distorsión también juega un papel importante en los transmisores. La no lineal generada por el transmisor en el circuito de salida puede ampliar el ancho de banda de las señales transmitidas en canales adyacentes. Este fenómeno se llama "regeneración espectral". El ancho de banda del amplificador de Potencia (pa) del transmisor es limitado antes de que la señal llegue; Sin embargo, la "distorsión de intermodulación" en pa hará que el ancho de banda vuelva a aumentar. Si el ancho de banda aumenta demasiado, el transmisor no podrá cumplir con los requisitos de potencia de sus canales adyacentes. De hecho, cuando se transmiten señales de modulación digital, el Spice no se puede utilizar para predecir la regeneración del espectro. Debido a que la transmisión de unos 1.000 símbolos digitales debe simularse para obtener un espectro representativo, y también debe combinarse con portadores de alta frecuencia, esto hará que el análisis transitorio del Spice sea poco práctico.
