PCB 뉴스 - PCB 무선 회로의 4가지 기본 기능

이 글은 무선 주파수 인터페이스, 작은 기대 신호, 큰 간섭 신호 및 인접 채널 간섭 네 가지 측면에서 무선 주파수 회로의 네 가지 기본 특성을 설명하고 PCB 설계 과정에서 특히 주의해야할 중요한 요소를 제시합니다.

1. 무선 주파수 회로 에뮬레이션 인터페이스

개념적으로 무선 송신기와 수신기는 기본 주파수와 무선 주파수 두 부분으로 나눌 수 있다.기본 주파수는 송신기의 입력 신호의 주파수 범위와 수신기의 출력 신호의 주파수 영역을 포함한다.기본 주파수의 대역폭은 데이터가 시스템에서 흐르는 기본 속도를 결정합니다.기본 주파수는 데이터 흐름의 신뢰성을 높이고 특정 데이터 전송 속도에서 송신기가 전송 매체에 가하는 부하를 줄이는 데 사용된다.그러므로 PCB로 기본주파수회로를 설계할 때 대량의 신호처리공정지식이 수요된다.송신기의 무선 주파수 회로는 처리된 기본 주파수 신호를 변환하여 지정된 채널로 향상시키고 신호를 전송 매체에 주입할 수 있다.반면 수신기의 RF 회로는 전송 매체로부터 신호를 받아 주파수를 기본 주파수로 변환하고 낮출 수 있다.

컨버터에는 두 가지 주요 PCB 설계 목표가 있습니다. 첫 번째는 특정 전력을 최소 전력 소비량으로 전송해야 합니다.둘째, 인접 채널에서 트랜시버의 정상적인 작동을 방해할 수 없습니다.수신기의 경우 PCB의 설계 목표는 주로 세 가지입니다. 첫째, 그들은 작은 신호를 정확하게 복원해야합니다.둘째, 그들은 기대 채널 이외의 간섭 신호를 제거할 수 있어야 한다;마지막으로, 송신기처럼 그들은 반드시 아주 적은 전력을 소모해야 한다.

2. 무선 주파수 회로 시뮬레이션에서의 대간섭 신호

수신기는 큰 간섭 신호 (장벽) 가 있더라도 작은 신호에 민감해야 합니다.미약하거나 장거리 전송 신호를 수신하려고 하면 이런 상황이 발생하며 부근에 강력한 송신기가 이웃 채널에서 방송을 한다.간섭 신호는 예상 신호보다 60~70dB 클 수 있으며, 정상 신호의 수신은 수신기 입력 레벨의 많은 오버레이로 인해 막히거나 수신기가 입력 레벨에서 너무 많은 소음을 발생시켜 막힐 수 있습니다.수신기가 입력 레벨의 간섭 소스에 의해 비선형 영역으로 제어되는 경우 위의 두 가지 문제가 발생합니다.이러한 문제를 피하기 위해서는 수신기의 앞부분이 매우 선형적이어야 합니다.

따라서"선형"도 PCB 수신기 설계에서 중요한 고려 사항입니다.수신기는 좁은 대역 회로이므로 상호 왜곡을 측정하여 비선형을 계산합니다.여기에는 입력 신호를 구동하기 위해 주파수가 비슷하고 중심 주파수 대역에 있는 두 개의 정현파 또는 여현파를 사용한 다음 상호 변조의 곱셈을 측정하는 것이 포함됩니다.일반적으로 spice는 오류를 이해하기 위해 필요한 주파수 해상도를 얻기 위해 많은 순환 작업을 수행해야 하기 때문에 시간이 많이 걸리고 비용 효율적인 시뮬레이션 소프트웨어입니다.

3. 무선 주파수 회로 시뮬레이션의 작은 기대 신호

수신기는 작은 입력 신호를 감지하는 데 매우 민감해야 한다.일반적으로 수신기의 입력 전력은 1 ° V로 낮을 수 있습니다. 수신기의 민감도는 입력 회로에서 발생하는 소음에 의해 제한됩니다.따라서 노이즈는 PCB 수신기 설계에서 중요한 고려 사항입니다.또한 시뮬레이션 도구를 사용하여 노이즈를 예측하는 능력도 빼놓을 수 없습니다.그림 1은 일반적인 초외차 수신기입니다.수신된 신호는 필터링되고 저소음증폭기(LNA)에 의해 증폭됩니다.첫 번째 로컬 발진기 (LO) 는 신호와 혼합하여 신호를 중간 주파수 (if) 로 변환하는 데 사용됩니다.전면 회로의 소음 효율은 주로 저소음 증폭기, 혼합기, 저소음 증폭기에 달려 있다.전통적인 spice 노이즈 분석을 사용하여 LNA의 노이즈를 발견 할 수 있지만 블록의 노이즈는 큰 lo 신호에 의해 크게 영향을 받기 때문에 믹서와 lo에는 쓸모가 없습니다.

작은 입력 신호는 일반적으로 120dB의 이득이 필요한 수신기의 큰 증폭 기능을 요구합니다.이러한 높은 이득 하에서, 출력단에서 입력단으로 결합된 모든 신호는 문제를 일으킬 수 있다.초외차 수신기 구조를 사용하는 중요한 이유는 결합의 확률을 낮추기 위해 이득을 몇 주파수에 분포할 수 있기 때문이다.이것은 또한 첫 번째 LO의 주파수와 입력 신호의 주파수를 다르게 하는데, 이는 큰 간섭 신호가 작은 입력 신호를"오염"하는 것을 방지할 수 있다.

서로 다른 이유로 일부 무선 통신 시스템에서 직접 변환 또는 무차 아키텍처는 초외차 아키텍처를 대체할 수 있습니다.이 아키텍처에서 RF 입력 신호는 단일 단계에서 기본 주파수로 직접 변환됩니다.따라서 대부분의 이득은 기본 주파수에 있으며 LO는 신호를 입력하는 주파수와 같습니다.이 경우 소량의 결합의 영향을 이해하고 라이닝을 통한 결합, 패키징 핀과 접합선 간의 결합 및 전원 코드를 통한 결합과 같은"분산 신호 경로"의 세부 모델을 구축해야합니다.

4. 무선 주파수 회로 시뮬레이션에서 인접 채널의 간섭

왜곡은 송신기에서도 중요한 역할을 한다.송신기가 출력 회로에서 발생하는 비선형은 인접 채널의 송신 신호의 대역폭을 확장할 수 있다.이런 현상을 스펙트럼 재생이라고 한다.신호가 송신기의 전력 증폭기 (PA) 에 도달하기 전에는 대역폭이 제한되어 있습니다.그러나 PA의 상호 조정 오류로 인해 대역폭이 다시 증가합니다.대역폭이 너무 많으면 송신기가 인접 채널의 전력 요구 사항을 충족할 수 없습니다.사실 spice는 디지털 변조 신호를 전송할 때 스펙트럼의 재생을 예측하는 데 사용되지 않습니다.대표적인 스펙트럼을 얻기 위해서는 약 1000개의 디지털 기호의 전송을 시뮬레이션해야 하고, 고주파 반송파와 결합해야 하기 때문에 spice의 순간적 분석이 비현실적일 수 있다.