Teknik PCB - Karakteristik litar PCB RF

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

Antaramuka RF simulasi litar PCB RF

Dalam konsep, penghantar tanpa wayar dan penerima boleh dibahagi menjadi dua bahagian: frekuensi dasar dan frekuensi radio. Frekuensi asas termasuk julat frekuensi isyarat input penghantar dan julat frekuensi isyarat output penerima. Lebar jalur frekuensi dasar menentukan kadar dasar aliran data dalam sistem. Frekuensi asas digunakan untuk meningkatkan kepercayaan aliran data dan mengurangkan muatan yang ditetapkan pada medium trasmis oleh penghantar di bawah kadar trasmis data khusus. Oleh itu, banyak pengetahuan teknik pemprosesan isyarat diperlukan bila merancang sirkuit frekuensi asas PCB. Sirkuit RF penghantar boleh tukar 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, dan menukar dan mengurangkan frekuensi ke frekuensi dasar.

Penghantar mempunyai dua tujuan utama rancangan PCB: mereka mesti menghantar kuasa spesifik dengan kuasa yang paling sedikit yang mungkin. Kedua, mereka tidak boleh mengganggu operasi normal penerima dalam saluran bersebelahan. Dalam terma penerima, terdapat tiga tujuan utama desain PCB: pertama, mereka mesti mengembalikan isyarat kecil dengan tepat; kedua, mereka mesti dapat menghapuskan isyarat gangguan diluar saluran yang diinginkan; dan, seperti penghantar, mereka mesti memakan sedikit kuasa.

Isyarat gangguan besar dalam simulasi sirkuit PCB RF

Penerima mesti sensitif kepada isyarat kecil, walaupun ada isyarat gangguan besar (penghalang). Ini berlaku apabila cuba untuk menerima isyarat penghantaran yang lemah atau jangkauan panjang, dan penghantar kuat di dekat adalah menyiarkan pada saluran sebelah. Isyarat gangguan mungkin 60 ~ 70 dB lebih besar daripada isyarat yang dijangka, dan ia boleh blok penerimaan isyarat normal dengan cara jumlah besar penyamaran dalam fasa input penerima, atau membuat penerima menghasilkan terlalu banyak bunyi dalam fasa input. Jika penerima dipandu ke kawasan bukan linear oleh sumber gangguan dalam fasa 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 ialah sirkuit jangkauan sempit, ketidaklineariti dihitung dengan mengukur "gangguan intermodulasi". Ini melibatkan menggunakan dua gelombang sinusoidal atau kosinus dengan frekuensi yang sama dan ditempatkan dalam band untuk memandu isyarat input, dan kemudian mengukur produk modulasi interaktif. Secara umum, rempah adalah perisian simulasi yang memakan masa dan berkesan pada biaya, kerana ia perlu melakukan banyak siklus sebelum ia boleh mendapatkan resolusi frekuensi yang diperlukan untuk memahami kerosakan.

Sirkuit PCB RF

Isyarat yang dijangka kecil dalam simulasi litar PCB RF

Penerima mesti sensitif kepada isyarat input kecil. Secara umum, penerima boleh masukkan kuasa kecil 1 μ v. Sensitifiti penerima terhad oleh bunyi yang dijana oleh litar masuknya. Oleh itu, bunyi adalah faktor penting dalam rancangan penerima PCB. Selain itu, perlu mempunyai kemampuan untuk meramalkan bunyi dengan alat simulasi. Figure 1 adalah penerima superheterodyne biasa. Isyarat yang diterima ditapis dan kemudian ditambah oleh peningkat bunyi rendah (LNA). Isyarat kemudian dicampur dengan oscilator setempat (LO) untuk menukar isyarat ke frekuensi sementara (jika). Efisiensi bunyi sirkuit bahagian depan bergantung pada LNA, mixer dan lo. Walaupun bunyi LNA boleh ditemui oleh analisis bunyi rempah tradisional, ia tidak berguna untuk penyampur dan lo, kerana bunyi di blok ini akan terkena kesan serius oleh isyarat LO besar.

Isyarat input kecil memerlukan penerima untuk mempunyai fungsi amplifikasi besar, yang biasanya memerlukan pendapatan 120 dB. Pada keuntungan yang tinggi, mana-mana isyarat dari sambungan kembali ke input boleh menyebabkan masalah. Alasan penting untuk menggunakan arkitektur penerima superheterodyn adalah bahawa ia boleh mengedarkan keuntungan atas beberapa frekuensi untuk mengurangkan kemungkinan penyambungan. Ini juga membuat frekuensi setiap Lo berbeza dari frekuensi isyarat input, yang boleh mencegah isyarat gangguan besar dari "mencemar" kepada 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, jadi kebanyakan keuntungan adalah dalam frekuensi dasar, dan lo adalah frekuensi yang sama dengan 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.

Pergangguan saluran bersebelahan dalam simulasi sirkuit PCB RF

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