Технология PCB - радиочастотный интерфейс и радиочастотные схемы, разработанные для панелей PCB

In PCB design, many special characteristics of RF circuits are difficult to explain in a few short sentences, Нельзя также анализировать с помощью традиционного аналогового программного обеспечения, пряности. Однако, there are some EDA software on the market that have complex algorithms such as harmonic balance, способ стрельбы, сорт., which can simulate radio frequency circuits quickly and accurately. Но прежде чем изучать эти программы EDA, you must first understand the characteristics of radio frequency circuits, в частности, значение соответствующих терминов и физических явлений, because this is the basic knowledge of radio frequency engineering.

радиочастотный интерфейс

передатчик и приёмник теоретически разделены на две части: основную и радиочастотную. The fundamental frequency includes the frequency range of the input signal of the transmitter and the frequency range of the output signal of the receiver. ширина основной частоты определяет основную скорость потока данных в системе. основная частота используется для повышения надежности потока данных и уменьшения нагрузки передатчика на передающую среду при определенной скорости передачи данных. Therefore, при проектировании базовой схемы на PCB требуется большое количество технических знаний для обработки сигналов. The radio frequency circuit of the transmitter can convert and up-convert the processed baseband signal to a designated channel, и ввести сигнал в передающую среду. On the contrary, радиочастотная цепь приемника может получать сигнал от передающей среды, and convert and reduce the frequency to the base frequency.

The transmitter has two main PCB design goals:

Во - первых, они должны выпускать определенное количество электричества, потребляя как можно меньше электроэнергии.

Во - вторых, они не могут мешать нормальной работе передатчика на соседнем канале. Что касается приемников, то они имеют три основные цели ПКБ: во - первых, они должны точно восстанавливать небольшие сигналы;

В - третьих, они должны быть способны устранить помехи, выходящие за пределы требуемого канала; И наконец, как передатчики, они должны потреблять мало мощности.

сигнал малой надежды

The receiver must detect small input signals very sensitively. Вообще говоря, the input power of the receiver can be as small as 1 μV. чувствительность приемника ограничена шумом от входной схемы. Therefore, при проектировании PCB приемника шум является важным соображением. и, the ability to predict noise with simulation tools is indispensable. Сначала фильтровать полученные сигналы, and then the input signal is amplified by a low noise amplifier (LNA). Then use the first local oscillator (LO) to mix with this signal to convert this signal into an intermediate frequency (IF). шумовые свойства передней цепи в основном зависят от усилитель с низким шумом, mixer and LO. Хотя традиционный анализ шумов SPICE позволяет обнаружить шумы у низкошумовых усилителей, it is useless for the mixer and the LO, Потому что шум в этих блоках будет сильно влиять на сигнал большой Лоо.

Маленькие входные сигналы требуют, чтобы приёмник обладал мощным усилителем, обычно требующим усиления в 120 дБ. при таком высоком усилении любой сигнал, связанный с выводом на входе, может вызвать проблемы. основная причина использования структуры супергетеродинного приемника заключается в том, что он может распределять усиление на несколько частот, чтобы уменьшить возможность связи. Это также отличает частоту первого лота от частоты входного сигнала, что позволяет предотвратить "загрязнение" сигнала большой помехи небольшим входным сигналом.

по разным причинам в некоторых системах беспроводной связи на смену сверхгетеродинным структурам могут прийти прямые преобразования или нулевые отклонения. В этой архитектуре входные радиочастотные сигналы преобразуются непосредственно в базовые частоты. Таким образом, большая часть усиления на основной частоте, эта вибрация и частота входных сигналов одинаковы. в этом случае необходимо понимать воздействие небольшой связи, и необходимо разработать детальную модель "пути рассеянных сигналов", например, через базовую пластину, связь между зажимами и соединительными линиями (связывающими линиями), а также через линии электропитания.

сигнал большой помехи

приемник должен быть очень чувствительным к малым сигналам, даже если имеются большие помехи (Помехи). это происходит в тех случаях, когда предпринимаются попытки получить слабые или дистанционные сигналы, а ближайший мощный передатчик транслируется по соседнему каналу. сигнал помехи может быть больше ожидаемого сигнала на 60 - 70 дБ, и во время входного каскада приемника сигнал помехи может быть использован в большом количестве покрытий, или приёмник может генерировать слишком много шума во время входного каскада, чтобы предотвратить прием обычного сигнала. если на стадии ввода источник помех приводит приёмник в нелинейную область, то возникают две проблемы. чтобы избежать этих проблем, входная сторона приемника должна быть очень линейной.

Таким образом, при проектировании приемника PCB важным соображением является также "линейность". Поскольку приемник является узкополосной схемой, нелинейность измеряется путем измерения « интермодуляционных искажений». Это предполагает использование синусоидальных или косинусных волн, схожих по частоте и расположенных в центральной полосе частот, для привода входных сигналов, а затем для измерения произведений их интермодуляции. в целом, SPICE является трудоемким и дорогостоящим аналоговым программным обеспечением, поскольку для получения требуемого разрешения на частоту требуется много циклов, чтобы понять искажения.

соседний PCB channel interference

Distortion also plays an important role in the transmitter. нелинейность, создаваемая передатчиком в выходной цепи, может расширять полосу пропускания излучающего сигнала в соседнем канале. Это явление называется "спектральной регенерацией". Before the signal reaches the transmitter's power amplifier (PA), ширина полосы ограничена; но "интермодуляционное искажение" в PA может привести к дальнейшему увеличению ширины полосы. Если диапазон ленты увеличивается слишком сильно, the transmitter will not be able to meet the power requirements of its adjacent channels. время передачи сигналов цифровой модуляции, На самом деле, it is impossible to use SPICE to predict the further growth of the spectrum. Because there are about 1000 digital symbols (symbol) transmission operations must be simulated to obtain a representative spectrum, and also need to combine high-frequency carriers, это сделает анализ переходных процессов SPICE непрактичным.