Many special characteristics of RF circuits are difficult to explain in a few short sentences, nor can they be analyzed using traditional simulation software, such as SPICE. However, Некоторые программы EDA на рынке имеют сложные алгоритмы, такие как гармоническое равновесие, способ стрельбы, etc., радиочастотный канал можно быстро и точно имитировать. Но прежде чем изучать эти программы EDA, you must first understand the characteristics of radio frequency circuits, especially the meaning of some proper terms and physical phenomena, because this is the basic knowledge of radio frequency engineering.
RF interface
The wireless transmitter and receiver are conceptually divided into two parts: base frequency and radio frequency. диапазон частот, включая входной передатчик, и диапазон частот выходного сигнала приемника. 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. поэтому, a lot of signal processing engineering knowledge is required when designing a fundamental frequency circuit on a PCB. радиочастотная схема передатчика может преобразовывать обработанный сигнал основной полосы и вверх в указанный канал, и ввести сигнал в передающую среду. напротив, the radio frequency circuit of the receiver can obtain the signal from the transmission medium, преобразование частоты в основную.
Transmitter has two main PCB design goals: The first is that they must transmit a specific power while consuming the least power possible. Во - вторых, они не могут мешать нормальной работе передатчика на соседнем канале. для получателей, there are three main PCB design goals: first, Они должны точно восстановить небольшой сигнал; второй, Они должны быть способны удалять сигналы помех вне требуемого канала; наконец, передатчик, they must consume power Very small.
сигнал малой надежды
приемник должен очень быстро обнаруживать небольшие входные сигналы. как правило, входная мощность приемника может быть ниже 1 кв. м. чувствительность приемника ограничена шумом, вызываемым его входной схемой. Поэтому шум является важным соображением при проектировании PCB приемника. Кроме того, необходимо использовать средства моделирования для прогнозирования шумов. Рисунок 1 - типичный супергетеродинный приёмник. Сначала фильтруются приемные сигналы, а затем усилители с низким шумом (LNA) увеличивают входной сигнал. Затем используйте первый локальный генератор (LO) для смешивания сигнала и преобразования сигнала в среднюю частоту (IF). шумовые свойства передней цепи в основном зависят от низкошумовых усилителей, смесителей и генерации. Хотя традиционный анализ шумов в SPICE позволяет обнаружить шумы в шумах усилителей с низким шумом, он не пригоден для микшеров и вибраторов, так как шум в этих блоках серьезно влияет на сигналы большой глубины.
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
The receiver must be very sensitive to small signals, even when there are large interference signals (obstructions). This situation occurs when trying to receive a weak or long-distance transmission signal, поблизости есть мощный передатчик, работающий на соседнем канале. The interfering signal may be 60~70 dB larger than the expected signal, И она может быть использована на входе приемника для массового покрытия, Или, приемник может генерировать слишком много шума на стадии ввода, чтобы блокировать прием нормальных сигналов. If the receiver is driven into a non-linear region by the interference source during the input stage, будут возникать оба вопроса. To avoid these problems, передний конец приемника должен быть очень линейным.
Therefore, "linearity" is also an important consideration when designing a receiver on a PCB. Потому что приемник узкополосный, the non-linearity is measured by measuring "intermodulation distortion". это связано с использованием синусоидальных или косинусных волн, аналогичных двум частотам, расположенных в центральной полосе частот, для привода входных сигналов, затем измерить произведение. Вообще говоря, SPICE is a time-consuming and cost-intensive simulation software, Потому что для получения частотного разрешения, необходимого для понимания искажений, требуется много циклов.
Adjacent 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, in fact, Невозможно предсказать дальнейшее развитие спектра с помощью SPICE. Because there are about 1000 digital symbols (symbol) transmission operations must be simulated to obtain a representative spectrum, Нужна сопряженная высокочастотная несущая, это сделает анализ переходных процессов SPICE непрактичным.