Berita PCB - Empat ciri asas litar RF PCB

Kertas ini menerangkan empat ciri asas sirkuit RF dari empat aspek: antaramuka RF, isyarat kecil yang dijangka, isyarat gangguan besar dan gangguan saluran sebelah, dan memberikan faktor penting yang memerlukan perhatian istimewa dalam proses desain PCB.

1. Antaramuka simulasi sirkuit RF

Dalam konsep, penghantar tanpa wayar dan penerima boleh dibahagi menjadi dua bahagian: frekuensi asas dan RF. Frekuensi asas termasuk julat frekuensi isyarat input penghantar dan julat frekuensi isyarat output penerima. Lebar jalur frekuensi asas menentukan kadar asas yang mana data boleh mengalir dalam sistem. Frekuensi asas digunakan untuk meningkatkan kepercayaan aliran data dan mengurangkan muatan yang ditetapkan oleh penghantar pada medium penghantaran dibawah kadar penghantaran data khusus. Oleh itu, apabila merancang sirkuit frekuensi asas dengan PCB, banyak pengetahuan teknik pemprosesan isyarat diperlukan. Sirkuit RF penghantar boleh tukar dan meningkatkan isyarat frekuensi asas yang diproses ke saluran yang dinyatakan, dan suntik isyarat ke dalam medium penghantaran. Sebaliknya, litar RF penerima boleh mendapatkan isyarat dari media transmisi, mengubah dan mengurangkan frekuensi ke frekuensi dasar.

Penghantar mempunyai dua tujuan utama desain PCB: yang pertama adalah bahawa mereka mesti menghantar kuasa spesifik dengan penggunaan kuasa yang paling sedikit. Kedua, mereka tidak boleh mengganggu operasi normal penerima dalam saluran bersebelahan. Apabila penerima berkaitan, terdapat tiga tujuan utama desain PCB: pertama, ia mesti mengembalikan isyarat kecil dengan tepat; Kedua, mereka mesti dapat menghapuskan isyarat gangguan selain saluran yang diinginkan; Akhirnya, seperti penghantar, mereka mesti memakan sedikit kuasa.

2.Isyarat gangguan besar dalam simulasi sirkuit RF

Penerima mesti sensitif kepada isyarat kecil, walaupun ada isyarat gangguan besar (pengendalian). Ini berlaku bila cuba menerima isyarat penghantaran yang lemah atau jangkauan panjang, dan terdapat penghantar kuat di dekat penyiaran dalam saluran sebelah. Isyarat gangguan mungkin 60 ~ 70 dB lebih besar daripada isyarat yang dijangka, dan penerimaan isyarat normal boleh ditutup oleh jumlah besar penyamaran dalam tahap input penerima, atau dengan menyebabkan penerima menghasilkan terlalu banyak bunyi dalam tahap input. Jika penerima dipandu ke kawasan bukan linear oleh sumber gangguan dalam tahap input, dua masalah di atas akan berlaku. Untuk menghindari masalah ini, bahagian depan penerima mesti sangat linear.

Oleh itu, "lineariti" juga merupakan pertimbangan penting dalam rancangan penerima PCB. Oleh kerana penerima adalah sirkuit band sempit, ketidaklineariti dihitung dengan mengukur "gangguan intermodulasi". Ini melibatkan menggunakan dua gelombang sinus atau kosinus dengan frekuensi yang sama dan ditempatkan dalam band pusat untuk memandu isyarat input, dan kemudian mengukur produk modulasi interaktif mereka. Secara umum, rempah adalah perisian simulasi yang memakan masa dan berkesan pada biaya, kerana ia mesti melakukan banyak operasi ciklik sebelum ia boleh mendapatkan resolusi frekuensi yang diperlukan untuk memahami kerosakan.

3. Isyarat kecil dijangka simulasi sirkuit RF

Penerima mesti sangat sensitif untuk mengesan isyarat input kecil. Secara umum, kuasa input penerima boleh sama kecil dengan 1 μ V. Sensitifiti penerima terhad oleh bunyi yang dijana oleh sirkuit input. Oleh itu, bunyi adalah pertimbangan penting dalam rancangan penerima PCB. Lagipun, kemampuan untuk meramalkan bunyi dengan alat simulasi adalah tidak diperlukan. Fig. 1 adalah penerima superheterodyne biasa. Isyarat yang diterima ditapis dan kemudian ditambah oleh penyembah bunyi rendah (LNA). Oscilator setempat pertama (LO) kemudian digunakan untuk campuran dengan isyarat untuk menukar isyarat ke frekuensi sementara (jika). Efisiensi bunyi sirkuit bahagian depan bergantung pada LNA, mixer dan lo. Walaupun bunyi LNA boleh ditemui dengan menggunakan analisis bunyi rempah tradisional, ia tidak berguna untuk penyampur dan lo, kerana bunyi dalam blok ini akan terkena kesan serius oleh isyarat LO besar.

Isyarat input kecil memerlukan penerima untuk mempunyai fungsi amplifikasi yang besar, yang biasanya memerlukan pendapatan 120 dB. Pada keuntungan yang tinggi, mana-mana isyarat yang dipasang dari output kembali ke input boleh menyebabkan masalah. Alasan penting untuk menggunakan arkitektur penerima superheterodyn adalah bahawa ia boleh mengedarkan keuntungan dalam beberapa frekuensi untuk mengurangkan kemungkinan penyambungan. Ini juga membuat frekuensi LO pertama berbeza dari frekuensi isyarat input, yang boleh mencegah isyarat gangguan besar daripada "mencemari" isyarat input kecil.

Untuk sebab yang berbeza, dalam beberapa sistem komunikasi tanpa wayar, pertukaran langsung atau arkitektur homodina boleh menggantikan arkitektur superheterodyne. Dalam arkitektur ini, isyarat input RF diubah secara langsung ke frekuensi dasar dalam satu langkah. Oleh itu, kebanyakan keuntungan adalah dalam frekuensi dasar, dan LO adalah sama dengan frekuensi isyarat input. Dalam kes ini, pengaruh sejumlah kecil sambungan mesti dipahami, dan model terperinci "laluan isyarat sesat" mesti ditetapkan, seperti sambungan melalui substrat, sambungan antara pin pakej dan wayar ikatan, dan sambungan melalui garis kuasa.

4. Pergangguan saluran bersebelahan dalam simulasi sirkuit RF

Penggangguan juga bermain peran penting dalam penghantar. Tidak lineariti yang dijana oleh penghantar dalam litar output boleh menyebar lebar bandwidth bagi isyarat yang dihantar dalam saluran bersebelahan. Fenomen ini dipanggil "pertumbuhan semula spektral". Sebelum isyarat mencapai penyembah kuasa (PA) penghantar, lebarnya terhad; Namun, "gangguan intermodulasi" dalam PA akan menyebabkan lebar band meningkat lagi. Jika lebar band meningkat terlalu banyak, penghantar tidak akan memenuhi keperluan kuasa saluran sebelah. Apabila menghantar isyarat modulasi digital, sebenarnya, rempah tidak boleh digunakan untuk meramalkan pertumbuhan semula spektrum. Kerana penghantaran sekitar 1000 simbol digital mesti disimulasi untuk mendapatkan spektrum mewakili, dan ia juga perlu digabungkan dengan pembawa frekuensi tinggi, yang akan membuat analisis sementara rempah tidak praktik.