PCB 뉴스 - PCB 무선 주파수 회로 특성 정리

무선 주파수 회로 에뮬레이션 무선 주파수 인터페이스

개념적으로 무선 송신기와 수신기는 기본 주파수와 무선 주파수로 나눌 수 있다.기본 주파수는 송신기의 입력 신호와 수신기의 출력 신호의 주파수 범위를 포함한다.기본 주파수의 대역폭은 데이터가 시스템에서 흐르는 기본 속도를 결정합니다.기본 주파수는 데이터 흐름의 신뢰성을 높이고 송신기가 특정 데이터 전송 속도에서 전송 매체에 가하는 부하를 줄이는 데 사용됩니다.따라서 PCB에서 기본 주파수 회로를 설계할 때 많은 신호 처리 공정 지식이 필요하다.송신기의 rf 회로는 처리된 베이스밴드 신호를 지정된 채널로 변환하고 신호를 전송 매체에 주입합니다.대신, 수신기의 RF 회로는 전송 매체에서 신호를 얻고 주파수를 변환하여 기본 주파수로 줄일 수 있습니다.

컨버터에는 두 가지 주요 PCB 설계 목표가 있습니다. 가능한 한 적은 전력 소비량으로 특정 전력을 발사해야 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;송신기처럼 그것들은 반드시 아주 적은 전력을 소모해야 한다.

대간섭 신호의 무선 주파수 회로 시뮬레이션

수신기는 큰 간섭 신호 (장벽) 가 있더라도 작은 신호에 민감해야 합니다.인접 채널에서 인근 방송을 하는 강력한 송신기로 미약하거나 먼 송신 신호를 수신하려 할 때 발생한다.간섭 신호는 예상 신호보다 60~70dB 클 수 있으며, 정상 신호는 수신기 입력 레벨의 많은 오버레이에 의해 차단되거나 수신기가 입력 레벨에서 너무 많은 소음을 발생시키는 데 의해 차단될 수 있습니다.수신기가 입력 단계에서 간섭 소스에 의해 비선형 영역으로 제어되는 경우 두 문제 모두 발생할 수 있습니다.이러한 문제를 피하기 위해서는 수신기의 앞부분이 매우 선형적이어야 합니다.

따라서 PCB 수신기를 설계할 때 선형도 중요한 고려 사항입니다.수신기는 좁은 주파수 회로이기 때문에, 비선형은"상호 변조 왜곡"을 측정하여 측정한다.여기에는 중심 주파수 대역에 있는 두 주파수가 비슷한 정현파 또는 여현파로 입력 신호를 구동한 다음 상호 조정 결과물을 측정하는 것이 포함됩니다.SPICE는 왜곡을 이해하는 데 필요한 주파수 해상도를 얻기 위해 많은 사이클을 실행해야 하기 때문에 일반적으로 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 드는 시뮬레이션입니다.

무선 주파수 회로 시뮬레이션의 작은 기대 신호

수신기는 작은 입력 신호를 감지하는 데 민감해야 합니다.일반적으로 수신기의 입력 전력은 1 ° V로 낮을 수 있습니다.수신기의 민감도는 입력 회로에서 발생하는 소음에 의해 제한됩니다.따라서 소음은 PCB 수신기를 설계할 때 중요한 고려 사항입니다.또한 아날로그 도구를 사용하여 노이즈를 예측하는 능력도 빼놓을 수 없습니다.그림 1은 일반적인 초외차 수신기를 보여 줍니다.수신된 신호는 필터링되고 입력 신호는 저소음증폭기(LNA)에 의해 증폭됩니다. 그런 다음 신호는 로컬 발진기(LO)와 혼합되어 중간 주파수(IF)로 변환됩니다.프런트엔드 회로의 노이즈 효율은 주로 LNA, 믹서 및 LO에 따라 다릅니다.전통적인 SPICE 노이즈 분석을 사용하여 LNA 노이즈를 찾을 수 있지만 블록의 노이즈가 큰 LO 신호에 의해 심각하게 영향을 받기 때문에 믹서와 LO에는 쓸모가 없습니다.

작은 입력 신호는 수신기가 매우 높은 증폭 능력을 필요로 하며, 일반적으로 120dB의 이득을 가진다.이러한 높은 이득 하에서 출력단에서 입력단까지의 모든 신호 결합은 문제를 초래할 수 있다.초외차 수신기 아키텍처를 사용하는 중요한 이유 중 하나는 결합의 기회를 줄이기 위해 여러 주파수에 이득을 분산시킬 수 있기 때문입니다.이로 인해 LO 주파수는 입력 신호의 LO 주파수와 달리 큰 간섭 신호가 작은 입력 신호를"오염"하는 것을 방지합니다.

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

무선 주파수 회로 시뮬레이션에서 인접 채널의 간섭

왜곡은 송신기에서도 중요한 역할을 한다.출력 회로에서 송신기의 비선형은 송신 신호의 대역폭이 인접 채널에서 확장될 수 있다.이런 현상을 스펙트럼 재생이라고 한다.신호의 대역폭은 송신기의 전력 증폭기 (PA) 에 도달할 때까지 제한되어 있습니다.그러나 PA의 "모뎀 왜곡" 으로 인해 대역폭이 다시 증가했습니다.대역폭이 너무 많으면 송신기가 인접 채널의 전력 요구 사항을 충족할 수 없습니다.SPICE는 디지털 변조 신호를 전송할 때 스펙트럼의 재생성을 예측하는 것이 사실상 불가능합니다.대표적인 스펙트럼을 얻기 위해 약 1000개의 기호 전송을 시뮬레이션하고 고주파 반송파를 조합해야 하기 때문에 SPICE의 순간적 분석은 비현실적일 것이다.