1. Vysokofrekvenční rozhraní simulace vysokofrekvenčních obvodů
Bezdrátový vysílač a přijímač jsou koncepčně rozděleny do dvou částí: základní frekvence a rádiová frekvence. Základní frekvence zahrnuje frekvenční rozsah vstupního signálu vysílače a frekvenční rozsah výstupního signálu přijímače. Šířka pásma základní frekvence určuje základní rychlost, jakou mohou data v systému proudit. Základní frekvence se používá ke zlepšení spolehlivosti datového proudu a ke snížení zátěže uložené vysílačem na přenosové médium při konkrétní rychlosti přenosu dat. Proto je při navrhování obvodu základní frekvence na desce plošných spojů vyžadováno mnoho technických znalostí zpracování signálu. Vysokofrekvenční obvod vysílače může převádět a převádět zpracovaný signál základního pásma na určený kanál a vložit tento signál do přenosového média. Naopak vysokofrekvenční obvod přijímače může získat signál z přenosového média a převést a snížit frekvenci na základní frekvenci.
Vysílač má dva hlavní cíle návrhu desek plošných spojů: Prvním je, že musí přenášet konkrétní výkon při minimální spotřebě energie. Druhým je to, že nemohou rušit normální provoz transceiverů v sousedních kanálech. Pokud jde o přijímač, existují tři hlavní cíle návrhu desky plošných spojů: zaprvé musí přesně obnovit malé signály; zadruhé musí být schopni odstranit rušivé signály mimo požadovaný kanál; a nakonec, stejně jako vysílač, musí spotřebovávat energii velmi malou.
2. Velký interferenční signál simulace vysokofrekvenčních obvodů
Přijímač musí být velmi citlivý na malé signály, i když jsou zde velké rušivé signály (překážky). K této situaci dochází, když se pokoušíte přijímat slabý nebo dálkový přenosový signál a poblíž vysílá silný vysílač v sousedním kanálu. Rušivý signál může být o 60 ~ 70 dB větší než očekávaný signál a může být použit ve velkém rozsahu pokrytí během vstupní fáze přijímače, nebo může přijímač generovat nadměrný šum během vstupní fáze, aby blokoval příjem normální signály. Pokud je přijímač řízen do nelineární oblasti zdrojem rušení během vstupní fáze, nastanou výše uvedené dva problémy. Aby se těmto problémům zabránilo, musí být přední konec přijímače velmi lineární.
Proto je „linearita“ také důležitým hlediskem při návrhu desky plošných spojů přijímače. Protože přijímač je úzkopásmový obvod, nelinearita se měří měřením „intermodulačního zkreslení“. To zahrnuje použití dvou sinusových vln nebo kosinových vln s podobnými frekvencemi a umístěných ve středním pásmu k řízení vstupního signálu a poté měření produktu jeho intermodulace. Obecně řečeno, SPICE je časově náročný a nákladný simulační software, protože musí provádět mnoho cyklů výpočtů, aby získal požadované frekvenční rozlišení, aby porozuměl zkreslení.
3. Malý očekávaný signál pro simulaci RF obvodu
Přijímač musí být pro detekci malých vstupních signálů velmi citlivý. Obecně lze říci, že vstupní výkon přijímače může být až 1 μV. Citlivost přijímače je omezena šumem generovaným jeho vstupním obvodem. Proto je hluk důležitým faktorem při návrhu desky plošných spojů přijímače. Schopnost předpovídat hluk pomocí simulačních nástrojů je navíc nezbytná. Obrázek 1 je typický superheterodynový přijímač. Přijatý signál je nejprve filtrován a poté je vstupní signál zesílen nízkošumovým zesilovačem (LNA). Poté použijte první lokální oscilátor (LO) ke smíchání s tímto signálem k převedení tohoto signálu na střední frekvenci (IF). Hluková výkonnost front-end obvodu závisí hlavně na LNA, směšovači a LO. Ačkoli tradiční analýza šumu SPICE dokáže najít šum LNA, je to pro mixážní pult a LO zbytečné, protože hluk v těchto blocích bude vážně ovlivněn velkým signálem LO.
Malý vstupní signál vyžaduje, aby přijímač měl skvělou funkci zesílení, obvykle je vyžadován zisk 120 dB. Při tak vysokém zisku může jakýkoli signál, který je spojen z výstupní svorky zpět se vstupní svorkou, způsobit problémy. Důležitým důvodem pro použití architektury superheterodynového přijímače je to, že může distribuovat zisk na několika frekvencích, aby se snížila možnost propojení. Tím se také frekvence prvního LO liší od frekvence vstupního signálu, což může zabránit „znečištění“ velkých interferenčních signálů malým vstupním signálům.
Z různých důvodů může v některých bezdrátových komunikačních systémech nahradit superheterodynovou architekturu přímá konverze nebo homodynová architektura. V této architektuře je vstupní signál RF přímo převeden na základní frekvenci v jednom kroku. Proto je většina zisku v základní frekvenci a frekvence LO a vstupního signálu jsou stejné. V tomto případě je třeba pochopit vliv malého množství vazby a je třeba vytvořit podrobný model „rozptylové signální cesty“, například: vazba přes substrát, kolíky obalu a spojovací vodiče (Bondwire) mezi spojku a spojku procházející elektrickým vedením.
4. Rušení sousedních kanálů v simulaci vysokofrekvenčních obvodů
zkreslení také hraje důležitou roli ve vysílači. Nelineárnost generovaná vysílačem ve výstupním obvodu může šířit šířku pásma přenášeného signálu v sousedních kanálech. Tento jev se nazývá „spektrální opětovný růst“. Než signál dosáhne výkonového zesilovače (PA) vysílače, je omezena jeho šířka pásma; ale „intermodulační zkreslení“ v PA způsobí, že se šířka pásma opět zvýší. Pokud se šířka pásma příliš zvýší, nebude vysílač schopen splnit požadavky na výkon svých sousedních kanálů. Při přenosu digitálně modulovaných signálů je ve skutečnosti nemožné použít SPICE k předpovědi dalšího růstu spektra. Protože existuje asi 1000 XNUMX digitálních symbolů (symbolů), je nutné simulovat přenosové operace, aby se získalo reprezentativní spektrum, a také je nutné kombinovat vysokofrekvenční nosné, což znemožní přechodovou analýzu SPICE.
Náš další produkt:
