რადიოსიხშირული სქემების 4 მახასიათებელი

ეს სტატია განმარტავს RF სქემების 4 ძირითად მახასიათებელს ოთხი ასპექტიდან: RF ინტერფეისი, მცირე მოსალოდნელი სიგნალი, დიდი ჩარევის სიგნალი და ჩარევა მიმდებარე არხებიდან და იძლევა მნიშვნელოვან ფაქტორებს, რომლებსაც განსაკუთრებული ყურადღება სჭირდება PCB დიზაინის პროცესში.

RF მიკროსქემის სიმულაცია RF-ის ინტერფეისის

უსადენო გადამცემი და მიმღები კონცეფციაში შეიძლება დაიყოს ორ ნაწილად ფუნდამენტური სიხშირე და რადიოსიხშირე.ფუნდამენტური სიხშირე შეიცავს გადამცემის შეყვანის სიგნალის სიხშირის დიაპაზონს და მიმღების გამომავალი სიგნალის სიხშირის დიაპაზონს.ფუნდამენტური სიხშირის გამტარუნარიანობა განსაზღვრავს საბაზისო სიჩქარეს, რომლითაც შეიძლება მონაცემთა გადინება სისტემაში.ფუნდამენტური სიხშირე გამოიყენება მონაცემთა ნაკადის სანდოობის გასაუმჯობესებლად და გადამცემის მიერ გადაცემის საშუალოზე დატვირთვის შესამცირებლად მონაცემთა მოცემული სიჩქარით.აქედან გამომდინარე, ფუნდამენტური სიხშირის მიკროსქემის PCB დიზაინი მოითხოვს სიგნალის დამუშავების ინჟინერიის ფართო ცოდნას.გადამცემის RF წრე გარდაქმნის და ამაღლებს დამუშავებულ ფუნდამენტური სიხშირის სიგნალს მითითებულ არხზე და აწვდის ამ სიგნალს გადამცემ გარემოში.პირიქით, მიმღების RF წრე იძენს სიგნალს გადამცემი მედიიდან და გარდაქმნის და ამცირებს მას ფუნდამენტურ სიხშირემდე.

გადამცემებს აქვთ PCB დიზაინის ორი ძირითადი მიზანი: პირველი არის ის, რომ მათ უნდა გადასცენ გარკვეული რაოდენობის სიმძლავრე, ხოლო მოიხმარენ ყველაზე ნაკლებ ენერგიას.მეორე არის ის, რომ მათ არ შეუძლიათ ხელი შეუშალონ გადამცემის ნორმალურ მუშაობას მიმდებარე არხებში.მიმღების თვალსაზრისით, არსებობს სამი ძირითადი PCB დიზაინის მიზანი: პირველი, მათ ზუსტად უნდა აღადგინონ მცირე სიგნალები;მეორე, მათ უნდა შეეძლოთ ჩარევის სიგნალების ამოღება სასურველი არხის გარეთ;ბოლო წერტილი იგივეა, რაც გადამცემი, მათ უნდა მოიხმარონ ძალიან ცოტა ენერგია.

დიდი ჩარევის სიგნალების RF მიკროსქემის სიმულაცია

მიმღები უნდა იყოს მგრძნობიარე მცირე სიგნალების მიმართ, მაშინაც კი, როდესაც დიდი ჩარევის სიგნალები (ბლოკატორები) არსებობს.ეს სიტუაცია წარმოიქმნება, როდესაც ცდილობთ მიიღოთ სუსტი ან შორეული გადამცემი სიგნალი მძლავრი გადამცემით, რომელიც მაუწყებლობს მიმდებარე არხზე.ჩარევის სიგნალი შეიძლება იყოს 60-დან 70 დბ-ით აღემატება მოსალოდნელ სიგნალს და შეუძლია დაბლოკოს ნორმალური სიგნალის მიღება მიმღების შეყვანის ფაზაში დიდი რაოდენობით დაფარვით ან მიმღების მიერ გადაჭარბებული ხმაურის წარმოქმნით. შეყვანის ფაზა.ზემოთ ნახსენები ორი პრობლემა შეიძლება წარმოიშვას, თუ მიმღები, შეყვანის ეტაპზე, ჩარევის წყაროს მიერ არაწრფივობის რეგიონში გადადის.ამ პრობლემების თავიდან ასაცილებლად, მიმღების წინა ბოლო უნდა იყოს ძალიან ხაზოვანი.

მაშასადამე, „წრფივობა“ ასევე მნიშვნელოვანია მიმღების PCB-ის დიზაინის დროს.რამდენადაც მიმღები არის ვიწრო ზოლიანი წრე, ასე რომ, არაწრფივია გაზომოს "ინტერმოდულაციის დამახინჯება (ინტერმოდულაციის დამახინჯება)" სტატისტიკასთან.ეს გულისხმობს ორი მსგავსი სიხშირის ორი სინუსური ან კოსინუსური ტალღის გამოყენებას, რომლებიც მდებარეობს ცენტრალურ ზოლში (ზოლში) შეყვანის სიგნალის გასატარებლად, შემდეგ კი მისი ინტერმოდულაციის დამახინჯების პროდუქტის გაზომვას.ზოგადად, SPICE არის შრომატევადი და ძვირადღირებული სიმულაციური პროგრამული უზრუნველყოფა, რადგან მან უნდა შეასრულოს მრავალი ციკლი, სანამ მას შეუძლია მიიღოს სასურველი სიხშირის გარჩევადობა დამახინჯების გასაგებად.

მცირე სასურველი სიგნალის RF მიკროსქემის სიმულაცია

მიმღები უნდა იყოს ძალიან მგრძნობიარე მცირე შეყვანის სიგნალების აღმოსაჩენად.ზოგადად, მიმღების შეყვანის სიმძლავრე შეიძლება იყოს 1 μV-მდე.მიმღების მგრძნობელობა შემოიფარგლება მისი შეყვანის მიკროსქემის მიერ წარმოქმნილი ხმაურით.ამიტომ, ხმაური მნიშვნელოვანი განხილვაა PCB-სთვის მიმღების შექმნისას.უფრო მეტიც, სიმულაციური ხელსაწყოებით ხმაურის პროგნოზირების უნარი აუცილებელია.სურათი 1 არის ტიპიური სუპერჰეტეროდინის (სუპერჰეტეროდინის) მიმღები.მიღებული სიგნალი ჯერ იფილტრება და შემდეგ შეყვანის სიგნალი ძლიერდება დაბალი ხმაურის გამაძლიერებლით (LNA).პირველი ადგილობრივი ოსცილატორი (LO) შემდეგ გამოიყენება ამ სიგნალთან შერევისთვის, რათა ეს სიგნალი გადაიყვანოს შუალედურ სიხშირეზე (IF).წინა ბოლო (წინა ბოლო) მიკროსქემის ხმაურის ეფექტურობა ძირითადად დამოკიდებულია LNA-ზე, მიქსერზე (მიქსერზე) და LO-ზე.მიუხედავად იმისა, რომ ჩვეულებრივი SPICE ხმაურის ანალიზის გამოყენებით, შეგიძლიათ მოძებნოთ LNA ხმაური, მაგრამ მიქსერისთვის და LO-სთვის ეს უსარგებლოა, რადგან ამ ბლოკებში ხმაური იქნება ძალიან დიდი LO სიგნალი სერიოზულად დაზარალდება.

მცირე შეყვანის სიგნალი მოითხოვს მიმღების უკიდურესად გაძლიერებას, როგორც წესი, მოითხოვს 120 dB-მდე მომატებას.ასეთი მაღალი მომატების დროს, გამომავალმა (წყვილებიდან) შეყვანისკენ მიბმულმა ნებისმიერმა სიგნალმა შეიძლება შექმნას პრობლემები.სუპერ გამოკვეთილი მიმღების არქიტექტურის გამოყენების მნიშვნელოვანი მიზეზი არის ის, რომ იგი იძლევა საშუალებას განაწილდეს მომატება რამდენიმე სიხშირეზე, რათა შემცირდეს დაწყვილების შანსი.ეს ასევე ხდის პირველ LO სიხშირეს განსხვავებული შეყვანის სიგნალის სიხშირისგან, შეუძლია თავიდან აიცილოს დიდი ჩარევის სიგნალის "დაბინძურება" მცირე შეყვანის სიგნალზე.

სხვადასხვა მიზეზის გამო, ზოგიერთ უკაბელო საკომუნიკაციო სისტემაში, პირდაპირი კონვერტაცია (პირდაპირი კონვერტაცია) ან შიდა დიფერენციალური (homodyne) არქიტექტურა შეიძლება შეცვალოს ულტრა გარე დიფერენციალური არქიტექტურა.ამ არქიტექტურაში, RF შეყვანის სიგნალი პირდაპირ გარდაიქმნება ფუნდამენტურ სიხშირეზე ერთ საფეხურზე, ასე რომ მოგების უმეტესი ნაწილი არის ფუნდამენტურ სიხშირეში და LO არის იმავე სიხშირეზე, როგორც შეყვანის სიგნალი.ამ შემთხვევაში, უნდა იქნას გაგებული მცირე რაოდენობის შეერთების ზემოქმედება და უნდა შეიქმნას „მაწანწალა სიგნალის ბილიკის“ დეტალური მოდელი, როგორიცაა: დაწყვილება სუბსტრატის მეშვეობით, დაწყვილება პაკეტის კვალსა და შედუღების ხაზს შორის. , და დაწყვილება ელექტროგადამცემი ხაზის დაწყვილების მეშვეობით.

მიმდებარე არხის ჩარევის RF წრედის სიმულაცია

დამახინჯება ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს გადამცემში.გადამცემის მიერ გამომავალ წრეში წარმოქმნილმა არაწრფივობამ შეიძლება გამოიწვიოს გადაცემული სიგნალის სიხშირის სიგანის გავრცელება მიმდებარე არხებზე.ამ ფენომენს ეწოდება "სპექტრული ხელახალი ზრდა".სანამ სიგნალი მიაღწევს გადამცემის დენის გამაძლიერებელს (PA), მისი გამტარუნარიანობა შეზღუდულია;თუმცა, "ინტერმოდულაციის დამახინჯება" PA-ში იწვევს გამტარუნარიანობის ხელახლა გაზრდას.თუ გამტარუნარიანობა ძალიან გაიზრდება, გადამცემი ვერ დააკმაყოფილებს მეზობელი არხების სიმძლავრის მოთხოვნებს.ციფრული მოდულაციის სიგნალის გადაცემისას, SPICE-ით სპექტრის ხელახალი ზრდის პროგნოზირება პრაქტიკულად შეუძლებელია.იმის გამო, რომ გადაცემის ოპერაციის დაახლოებით 1000 ციფრული სიმბოლო (სიმბოლო) უნდა იყოს სიმულირებული, რათა მივიღოთ წარმომადგენლობითი სპექტრი, და ასევე საჭიროა მაღალი სიხშირის მატარებლის გაერთიანება, ეს გახდის SPICE გარდამავალი ანალიზის არაპრაქტიკულს.