發(fā)布日期:2020-12-18 17:27:50 | 關(guān)注:1480
本文從射頻界面、小的希望信號、大的干擾信號、相鄰頻道的干擾四個方面解讀射頻電路板四大基礎(chǔ)特性,并給出了在PCB規(guī)劃過程中需求特別注意的重要要素。
一、射頻電路板(高頻板)仿真之射頻的界面
無線發(fā)射器和接收器在概念上,可分為基頻與射頻兩個部份?;l包含發(fā)射器的輸入信號之頻率規(guī)劃,也包含接收器的輸出信號之頻率規(guī)劃?;l的頻寬決議了數(shù)據(jù)在體系中可活動的基本速率?;l是用來改進數(shù)據(jù)流的可靠度,并在特定的數(shù)據(jù)傳輸率之下,減少發(fā)射器施加在傳輸前語(transmissionmedium)的負荷。因而,PCB規(guī)劃基頻電路時,需求許多的信號處理工程知識。發(fā)射器的射頻電路能將已處理過的基頻信號轉(zhuǎn)化、升頻至指定的頻道中,并將此信號注入至傳輸媒體中。相反的,接收器的射頻電路能自傳輸媒體中獲得信號,并轉(zhuǎn)化、降頻成基頻。
發(fā)射器有兩個首要的PCB規(guī)劃方針:
1.首要的PCB規(guī)劃方針:首要,它們有必要精確地還原小信號;
2.它們不能干擾相鄰頻道內(nèi)的收發(fā)機之正常運作。就接收器而言;
3.它們有必要盡或許在消耗最少功率的情況下,發(fā)射特定的功率;
4.它們有必要能去除希望頻道以外的干擾信號,畢竟一點與發(fā)射器相同,它們消耗的功率有必要很小。
二、射頻電路板(高頻板)仿真之相鄰頻道的干擾
失真也在發(fā)射器中扮演著重要的人物。發(fā)射器在輸出電路所發(fā)生的非線性,或許使傳送信號的頻寬分布于相鄰的頻道中。這種現(xiàn)象稱為“頻譜的再生長(spectralregrowth)”。在信號抵達發(fā)射器的功率擴展器(PA)之前,其頻寬被捆綁著;但在PA內(nèi)的“交調(diào)失真”會導(dǎo)致頻寬再次增加。假如頻寬增加的太多,發(fā)射器將無法契合其相鄰頻道的功率要求。當(dāng)傳送數(shù)字調(diào)變信號時,實際上,是無法用SPICE來猜測頻譜的再生長。由于大約有1000個數(shù)字符號(symbol)的傳送作業(yè)有必要被仿真,以求得代表性的頻譜,而且還需求結(jié)合高頻率的載波,這些將使SPICE的瞬態(tài)剖析變得不切實際。
三、射頻電路板(高頻板)仿真之大的干擾信號
接收器有必要對小的信號很活絡(luò),即便有大的干擾信號(阻撓物)存在時。這種情況出現(xiàn)在檢驗接收一個弱小或遠距的發(fā)射信號,而其附近有強壯的發(fā)射器在相鄰頻道中廣播。干擾信號或許比等候信號大60~70dB,且能夠在接收器的輸入階段以許多掩蓋的方法,或使接收器在輸入階段發(fā)生過多的噪聲量,來阻斷正常信號的接收。假如接收器在輸入階段,被干擾源教唆進入非線性的區(qū)域,上述的那兩個問題就會發(fā)生。為防止這些問題,接收器的前端有必要是非常線性的。
因而,“線性”也是PCB(高頻板)規(guī)劃接收器時的一個重要考慮要素。由于接收器是窄頻電路,所以非線性是以丈量“交調(diào)失真(intermodulationdistortion)”來核算的。這牽涉到運用兩個頻率附近,并位于中心頻帶內(nèi)(inband)的正弦波或余弦波來驅(qū)動輸入信號,然后再丈量其交互調(diào)變的乘積。大體而言,SPICE是一種耗時耗本錢的仿真軟件,由于它有必要實施許多次的循環(huán)運算往后,才華得到所需求的頻率分辨率,以了解失真的情形。
四、射頻電路板(高頻板)仿真之小的希望信號
接收器有必要很活絡(luò)地偵測到小的輸入信號。一般而言,接收器的輸入功率能夠小到1μV。接收器的活絡(luò)度被它的輸入電路所發(fā)生的噪聲所捆綁。因而,噪聲是PCB規(guī)劃接收器時的一個重要考慮要素。
而且,具有以仿真東西來猜測噪聲的才干是不可或缺的。附圖一是一個典型的超外差(superheterodyne)接收器。接收到的信號先經(jīng)過濾波,再以低噪聲擴展器(LNA)將輸入信號擴展。然后運用第一個本地振蕩器(LO)與此信號混合,以使此信號轉(zhuǎn)化成中頻(IF)。前端(front-end)電路的噪聲效能首要取決于LNA、混合器(mixer)和LO。盡管運用傳統(tǒng)的SPICE噪聲剖析,能夠?qū)ふ业絃NA的噪聲,但關(guān)于混合器和LO而言,它卻是無用的,由于在這些區(qū)塊中的噪聲,會被很大的LO信號嚴重地影響。
小的輸入信號要求接收器有必要具有極大的擴展功用,一般需求120dB這么高的增益。在這么高的增益下,任何自輸出端耦合(couple)回到輸入端的信號都或許發(fā)生問題。運用超外差接收器架構(gòu)的重要原因是,它能夠?qū)⒃鲆娣植荚跀?shù)個頻率里,以減少耦合的機率。這也使得第一個LO的頻率與輸入信號的頻率不同,能夠防止大的干擾信號“污染”到小的輸入信號。
由于不同的理由,在一些無線通訊體系中,直接轉(zhuǎn)化(directconversion)或內(nèi)差(homodyne)架構(gòu)能夠代替超外差架構(gòu)。在此架構(gòu)中,(射頻電路板)射頻輸入信號是在單一過程下直接轉(zhuǎn)化成基頻,因而,大部份的增益都在基頻中,而且LO與輸入信號的頻率相同。在這種情況下,有必要了解少量耦合的影響力,而且有必要建立起“雜散信號途徑(straysignalpath)”的具體模型,比如:穿過基板(substrate)的耦合、封裝腳位與焊線(bondwire)之間的耦合、和穿過電源線的耦合。