1. Радиочастотный интерфейс моделирования радиочастотных цепей.
Беспроводной передатчик и приемник концептуально разделены на две части: базовая частота и радиочастота. Основная частота включает в себя частотный диапазон входного сигнала передатчика и частотный диапазон выходного сигнала приемника. Полоса пропускания основной частоты определяет базовую скорость, с которой данные могут передаваться в системе. Базовая частота используется для повышения надежности потока данных и уменьшения нагрузки передатчика на среду передачи при определенной скорости передачи данных. Следовательно, при проектировании цепи основной частоты на печатной плате требуются большие технические знания в области обработки сигналов. Радиочастотная схема передатчика может преобразовывать и преобразовывать с повышением частоты обработанный сигнал основной полосы частот в назначенный канал и вводить этот сигнал в среду передачи. Напротив, радиочастотная схема приемника может получать сигнал от среды передачи и преобразовывать и уменьшать частоту до базовой частоты.
Передатчик преследует две основные цели при проектировании печатной платы: во-первых, они должны передавать определенную мощность при минимальном потреблении энергии. Во-вторых, они не могут мешать нормальной работе трансиверов в соседних каналах. Что касается приемника, то есть три основные цели проектирования печатных плат: во-первых, они должны точно восстанавливать слабые сигналы; во-вторых, они должны уметь устранять мешающие сигналы за пределами желаемого канала; и наконец, как и передатчик, они должны потреблять очень маленькую мощность.
2. Большой интерференционный сигнал моделирования радиочастотной цепи.
Приемник должен быть очень чувствителен к слабым сигналам, даже если есть большие помехи (препятствия). Эта ситуация возникает, когда вы пытаетесь принять слабый сигнал или сигнал передачи на большое расстояние, а мощный передатчик поблизости ведет вещание по соседнему каналу. Мешающий сигнал может быть на 60 ~ 70 дБ больше, чем ожидаемый сигнал, и его можно использовать в большом объеме покрытия во время входного каскада приемника, или приемник может генерировать чрезмерный шум во время входного каскада, чтобы блокировать прием нормальные сигналы. Если приемник переводится в нелинейную область из-за источника помех во время входного каскада, возникают две вышеупомянутые проблемы. Чтобы избежать этих проблем, передняя часть приемника должна быть очень линейной.
Следовательно, «линейность» также является важным фактором при проектировании печатной платы приемника. Поскольку приемник представляет собой узкополосную схему, нелинейность измеряется путем измерения «интермодуляционных искажений». Это включает использование двух синусоидальных или косинусоидальных волн с аналогичными частотами, расположенных в центральной полосе, для управления входным сигналом, а затем измерение произведения его интермодуляции. Вообще говоря, SPICE - это трудоемкое и дорогостоящее программное обеспечение для моделирования, поскольку оно должно выполнять множество циклов вычислений, чтобы получить требуемое разрешение по частоте, чтобы понять искажения.
3. Небольшой ожидаемый сигнал для моделирования радиочастотной цепи.
Приемник должен быть очень чувствительным, чтобы обнаруживать слабые входные сигналы. Вообще говоря, входная мощность приемника может составлять всего 1 мкВ. Чувствительность приемника ограничена шумом, создаваемым его входной цепью. Следовательно, шум является важным фактором при проектировании печатной платы приемника. Кроме того, незаменима возможность прогнозирования шума с помощью инструментов моделирования. На рисунке 1 изображен типичный супергетеродинный приемник. Полученный сигнал сначала фильтруется, а затем входной сигнал усиливается малошумящим усилителем (МШУ). Затем используйте первый гетеродин (LO) для смешивания с этим сигналом, чтобы преобразовать этот сигнал в промежуточную частоту (IF). Шумовые характеристики входной схемы в основном зависят от МШУ, смесителя и гетеродина. Хотя традиционный анализ шума SPICE может найти шум LNA, он бесполезен для смесителя и гетеродина, потому что на шум в этих блоках будет серьезно влиять большой сигнал гетеродина.
Небольшой входной сигнал требует, чтобы приемник имел большую функцию усиления, обычно требуется усиление 120 дБ. При таком высоком усилении любой сигнал, поступающий от выходного терминала обратно на входной терминал, может вызвать проблемы. Важной причиной использования архитектуры супергетеродинного приемника является то, что она может распределять усиление по нескольким частотам, чтобы уменьшить вероятность связи. Это также отличает частоту первого гетеродина от частоты входного сигнала, что может предотвратить «загрязнение» больших сигналов помехи малым входным сигналам.
По разным причинам в некоторых системах беспроводной связи архитектура прямого преобразования или гомодинная может заменить супергетеродинную архитектуру. В этой архитектуре входной РЧ-сигнал напрямую преобразуется в основную частоту за один шаг. Следовательно, большая часть усиления приходится на основную частоту, а частота гетеродина и входного сигнала одинаковы. В этом случае необходимо понимать влияние небольшого количества связи, и должна быть установлена подробная модель «пути паразитного сигнала», например: связь через подложку, контакты корпуса и соединительные провода (Bondwire) между связь, а также связь через линию электропередачи.
4. Помехи соседнего канала при моделировании радиочастотной цепи.
искажения также играют важную роль в передатчике. Нелинейность, создаваемая передатчиком в выходной цепи, может расширить полосу пропускания передаваемого сигнала в соседних каналах. Это явление называется «спектральным отрастанием». Прежде чем сигнал достигнет усилителя мощности (PA) передатчика, его полоса пропускания ограничена; но "интермодуляционные искажения" в PA снова увеличивают полосу пропускания. Если полоса пропускания будет увеличена слишком сильно, передатчик не сможет удовлетворить требования к мощности своих соседних каналов. Фактически, при передаче сигналов с цифровой модуляцией невозможно использовать SPICE для прогнозирования дальнейшего роста спектра. Поскольку существует около 1000 цифровых символов (символов), операции передачи должны быть смоделированы для получения репрезентативного спектра, а также необходимо объединить высокочастотные несущие, что сделает анализ переходных процессов SPICE непрактичным.
Наш другой продукт:
