У гэтым артыкуле тлумачацца 4 асноўныя характарыстыкі радыёчастотных ланцугоў з чатырох аспектаў: радыёчастотны інтэрфейс, малы чаканы сігнал, моцны сігнал перашкод і перашкоды ад суседніх каналаў, а таксама даюцца важныя фактары, якім неабходна звярнуць асаблівую ўвагу ў працэсе распрацоўкі друкаванай платы.
RF схемы мадэлявання інтэрфейсу RF
Бесправадной перадатчык і прыёмнік у канцэпцыі, можна падзяліць на дзве часткі асноўнай частоты і радыёчастоты.Асноўная частата змяшчае дыяпазон частот уваходнага сігналу перадатчыка і дыяпазон частот выхаднога сігналу прымача.Прапускная здольнасць асноўнай частаты вызначае асноўную хуткасць, з якой дадзеныя могуць паступаць у сістэме.Асноўная частата выкарыстоўваецца для павышэння надзейнасці патоку даных і зніжэння нагрузкі, якую перадатчык стварае на сераду перадачы пры зададзенай хуткасці перадачы даных.Такім чынам, дызайн друкаванай платы ланцуга асноўнай частоты патрабуе шырокіх ведаў у галіне тэхнікі апрацоўкі сігналаў.Радыёчастотная схема перадатчыка пераўтварае і пашырае апрацаваны сігнал асноўнай частоты ў вызначаны канал і ўводзіць гэты сігнал у сераду перадачы.Наадварот, радыёчастотная схема прымача атрымлівае сігнал ад носьбіта перадачы і пераўтворыць і памяншае яго да асноўнай частаты.
Перадатчыкі маюць дзве асноўныя мэты распрацоўкі друкаванай платы: першая заключаецца ў тым, што яны павінны перадаваць пэўную колькасць энергіі, спажываючы пры гэтым найменшую колькасць энергіі.Па-другое, яны не могуць перашкаджаць нармальнай працы трансівера ў сумежных каналах.Што тычыцца прымача, ёсць тры асноўныя мэты распрацоўкі друкаванай платы: па-першае, яны павінны дакладна аднаўляць малыя сігналы;па-другое, яны павінны мець магчымасць выдаляць сігналы перашкод за межамі патрэбнага канала;апошні пункт такі ж, як і перадатчык, яны павінны спажываць вельмі мала энергіі.
Мадэляванне радыёчастотнай схемы вялікіх сігналаў перашкод
Прыёмнікі павінны быць адчувальныя да малых сігналаў, нават калі прысутнічаюць вялікія сігналы перашкод (блакатары).Такая сітуацыя ўзнікае пры спробе прыняць слабы або далёкі сігнал перадачы з магутным перадатчыкам, які вяшчае на суседнім канале паблізу.Сігнал, які стварае перашкоды, можа быць на 60-70 дБ большым, чым чаканы сігнал, і можа блакіраваць прыём звычайнага сігналу ва ўваходнай фазе прымача з вялікім пакрыццём або з-за таго, што прыёмнік стварае празмерны шум у уваходная фаза.Гэтыя дзве праблемы, згаданыя вышэй, могуць узнікнуць, калі прыёмнік на ўваходным каскадзе трапляе ў вобласць нелінейнасці крыніцай перашкод.Каб пазбегнуць гэтых праблем, пярэдні канец ствольнай скрынкі павінен быць вельмі лінейным.
Такім чынам, «лінейнасць» таксама з'яўляецца важным фактарам пры распрацоўцы друкаванай платы прымача.Паколькі прыёмнік з'яўляецца вузкапалосным контурам, таму нелінейнасць заключаецца ў вымярэнні «інтэрмадуляцыйных скажэнняў (інтэрмадуляцыйных скажэнняў)» для статыстыкі.Гэта прадугледжвае выкарыстанне дзвюх сінусоідных або косінусных хваль з аднолькавай частатой, размешчаных у цэнтральнай паласе (у паласе), для кіравання ўваходным сігналам, а затым вымярэнне прадукту яго інтэрмадуляцыйнага скажэння.Увогуле, SPICE - гэта працаёмкае і дарагое праграмнае забеспячэнне для мадэлявання, таму што яно павінна выканаць шмат цыклаў, перш чым зможа атрымаць патрэбнае дазвол частоты, каб зразумець скажэнні.
Мадэляванне радыёчастотнай схемы малога патрэбнага сігналу
Прыёмнік павінен быць вельмі адчувальным, каб выявіць невялікія ўваходныя сігналы.Увогуле, уваходная магутнасць прымача можа быць усяго 1 мкВ.адчувальнасць прымача абмежавана шумам, які ствараецца яго ўваходным контурам.Такім чынам, шум з'яўляецца важным фактарам пры распрацоўцы прымача для друкаванай платы.Больш за тое, вельмі важна мець магчымасць прагназаваць шум з дапамогай інструментаў мадэлявання.Малюнак 1 - тыповы супергетеродинный (супергетеродинный) прыёмнік.Атрыманы сігнал спачатку фільтруецца, а затым уваходны сігнал узмацняецца з дапамогай малашумнага ўзмацняльніка (МШУ).Затым першы лакальны асцылятар (LO) выкарыстоўваецца для змешвання з гэтым сігналам для пераўтварэння гэтага сігналу ў прамежкавую частату (IF).Шумавая эфектыўнасць пярэдняй (франтальнай) схемы залежыць галоўным чынам ад МШУ, мікшара (змяшальніка) і гам.хоць выкарыстанне звычайнага аналізу шуму SPICE, вы можаце шукаць шум МШУ, але для змяшальніка і LO, гэта бескарысна, таму што шум у гэтых блоках, будзе вельмі вялікі сігнал LO сур'ёзна закрануты.
Малы ўваходны сігнал патрабуе надзвычайнага ўзмацнення прымача, звычайна патрабуецца ўзмацненне да 120 дБ.Пры такім высокім каэфіцыенце ўзмацнення любы сігнал, перададзены з выхаду (пара) назад на ўваход, можа стварыць праблемы.Важнай прычынай выкарыстання архітэктуры прыёмніка з супервыкіднымі сігналамі з'яўляецца тое, што яна дазваляе размеркаваць узмацненне па некалькіх частотах, каб паменшыць верагоднасць сувязі.Гэта таксама робіць першую частату LO адрозніваецца ад частаты ўваходнага сігналу, можа прадухіліць вялікі сігнал перашкод «забруджвання» для малога ўваходнага сігналу.
Па розных прычынах у некаторых сістэмах бесправадной сувязі ультра-знешнюю дыферэнцыяльную архітэктуру можа замяніць прамое пераўтварэнне (прамое пераўтварэнне) або ўнутраная дыферэнцыяльная (гамадынная).У гэтай архітэктуры уваходны радыёчастотны сігнал непасрэдна пераўтворыцца ў асноўную частату за адзін крок, так што большая частка ўзмацнення прыпадае на асноўную частату, а LO знаходзіцца на той жа частаце, што і ўваходны сігнал.У гэтым выпадку неабходна разумець уплыў невялікай колькасці сувязі і стварыць падрабязную мадэль «шляху блукаючага сігналу», напрыклад: сувязь праз падкладку, сувязь паміж следам упакоўкі і лініяй прыпоя (сувязным провадам) , і злучэнне праз злучэнне лініі электраперадачы.
Мадэляванне радыёчастотнай схемы перашкод суседняга канала
Скажэнне таксама гуляе важную ролю ў перадатчыку.Нелінейнасць, якая ствараецца перадатчыкам у выхадным ланцугу, можа прывесці да распаўсюджвання шырыні частоты перадаванага сігналу па суседніх каналах.Гэта з'ява называецца «спектральным паўторным ростам».Перш чым сігнал дасягне ўзмацняльніка магутнасці перадатчыка (PA), яго паласа прапускання абмежаваная;аднак «інтэрмадуляцыйнае скажэнне» ў ПА зноў прыводзіць да павелічэння прапускной здольнасці.Калі прапускная здольнасць занадта павялічваецца, перадатчык не зможа задаволіць патрабаванні да магутнасці суседніх каналаў.Пры перадачы сігналу лічбавай мадуляцыі прадказаць паўторны рост спектру з дапамогай SPICE практычна немагчыма.Паколькі каля 1000 лічбавых сімвалаў (сімвалаў) аперацыі перадачы павінны быць змадэляваны, каб атрымаць рэпрэзентатыўны спектр, а таксама неабходна аб'яднаць высокачашчынную нясучую, гэта зробіць аналіз пераходных працэсаў SPICE непрактычным.
Час публікацыі: 31 сакавіка 2022 г