1. رابط فرکانس رادیویی شبیه سازی مدار فرکانس رادیویی
فرستنده و گیرنده بی سیم از نظر مفهومی به دو قسمت تقسیم می شوند: فرکانس پایه و فرکانس رادیویی. فرکانس اساسی شامل دامنه فرکانس سیگنال ورودی فرستنده و دامنه فرکانس سیگنال خروجی گیرنده است. پهنای باند فرکانس اساسی ، نرخ اساسی جریان داده ها در سیستم را تعیین می کند. فرکانس پایه برای بهبود قابلیت اطمینان جریان داده و کاهش بار تحمیل شده توسط فرستنده بر روی رسانه انتقال تحت یک نرخ خاص انتقال داده استفاده می شود. بنابراین ، هنگام طراحی مدار فرکانس اساسی در PCB ، دانش مهندسی پردازش سیگنال زیادی مورد نیاز است. مدار فرکانس رادیویی فرستنده می تواند سیگنال باند پایه پردازش شده را به یک کانال مشخص تبدیل و تبدیل کند و این سیگنال را به محیط انتقال تزریق کند. برعکس ، مدار فرکانس رادیویی گیرنده می تواند سیگنال را از محیط انتقال دریافت کرده و فرکانس را به فرکانس پایه تبدیل و کاهش دهد.
فرستنده دارای دو هدف اصلی در طراحی PCB است: هدف اول این است که آنها باید با مصرف کمترین توان ممکن ، یک برق خاص را انتقال دهند. دوم اینکه آنها نمی توانند در عملکرد طبیعی گیرنده های گیرنده در کانال های مجاور تداخل ایجاد کنند. تا آنجا که به گیرنده مربوط می شود ، سه هدف اصلی در طراحی PCB وجود دارد: اول ، آنها باید سیگنال های کوچک را با دقت بازیابی کنند. دوم ، آنها باید قادر به حذف سیگنال های تداخل خارج از کانال مورد نظر باشند. و در آخر اینکه ، مانند فرستنده ، آنها باید برق بسیار کمی مصرف کنند.
2. سیگنال تداخل بزرگ شبیه سازی مدار فرکانس رادیویی
گیرنده باید نسبت به سیگنال های کوچک بسیار حساس باشد ، حتی در صورت وجود سیگنال های تداخل بزرگ (انسداد). این وضعیت هنگام تلاش برای دریافت سیگنال انتقال ضعیف یا از راه دور اتفاق می افتد و یک فرستنده قدرتمند در نزدیکی در یک کانال مجاور در حال پخش است. سیگنال تداخل ممکن است 60 ~ 70 دسی بل بیشتر از سیگنال پیش بینی شده باشد و می تواند در مقدار زیادی از پوشش در مرحله ورودی گیرنده استفاده شود ، یا گیرنده می تواند نویز بیش از حد را در مرحله ورودی ایجاد کند تا مانع از دریافت شود سیگنال های عادی اگر گیرنده در طی مرحله ورودی توسط منبع تداخل به منطقه ای غیر خطی هدایت شود ، دو مشکل فوق پیش می آید. برای جلوگیری از این مشکلات ، قسمت جلویی گیرنده باید بسیار خطی باشد.
بنابراین ، "خطی بودن" نیز در طراحی PCB گیرنده مورد توجه قرار دارد. از آنجا که گیرنده یک مدار باند باریک است ، غیر خطی بودن با اندازه گیری "اعوجاج مدولاسیون" اندازه گیری می شود. این شامل استفاده از دو امواج سینوسی یا امواج کسینوس با فرکانس های مشابه و واقع در باند مرکزی برای هدایت سیگنال ورودی و سپس اندازه گیری محصول مدولاسیون آن است. به طور کلی ، SPICE یک نرم افزار شبیه سازی وقت گیر و پرهزینه است ، زیرا برای درک وضع اعوجاج باید چرخه های زیادی از محاسبات را انجام دهد تا وضوح فرکانس مورد نیاز را بدست آورد.
3. سیگنال مورد انتظار برای شبیه سازی مدار RF
گیرنده باید بسیار حساس باشد تا سیگنال های ورودی کوچک را تشخیص دهد. به طور کلی ، توان ورودی گیرنده می تواند به اندازه 1 μV باشد. حساسیت گیرنده توسط نویز تولید شده توسط مدار ورودی آن محدود می شود. بنابراین ، نویز در طراحی PCB گیرنده اهمیت مهمی دارد. علاوه بر این ، توانایی پیش بینی نویز با ابزارهای شبیه سازی ضروری است. شکل 1 یک گیرنده ابرقهرمان معمولی است. سیگنال دریافت شده ابتدا فیلتر شده و سپس سیگنال ورودی توسط یک تقویت کننده کم صدا (LNA) تقویت می شود. سپس از اولین اسیلاتور محلی (LO) برای مخلوط شدن با این سیگنال استفاده کنید تا این سیگنال به یک فرکانس متوسط (IF) تبدیل شود. عملکرد نویز مدار جلویی عمدتا به LNA ، میکسر و LO بستگی دارد. اگرچه تجزیه و تحلیل نویز سنتی SPICE می تواند نویز LNA را پیدا کند ، اما برای میکسر و LO بی فایده است ، زیرا نویز در این بلوک ها به طور جدی تحت تأثیر سیگنال بزرگ LO قرار می گیرد.
سیگنال ورودی کوچک به گیرنده نیاز دارد تا عملکرد تقویت عالی داشته باشد ، معمولاً به افزایش 120 دسی بل نیاز است. با چنین سود بالایی ، هر سیگنالی که از ترمینال خروجی به ترمینال ورودی وصل شود ممکن است مشکلاتی ایجاد کند. دلیل مهم استفاده از معماری گیرنده ابرقهرمان این است که می تواند سود را در چندین فرکانس توزیع کند تا احتمال اتصال را کاهش دهد. این امر همچنین باعث می شود که فرکانس LO اول با فرکانس سیگنال ورودی متفاوت باشد ، که می تواند از "آلوده شدن" سیگنالهای تداخل بزرگ به سیگنالهای ورودی کوچک جلوگیری کند.
به دلایل مختلف ، در برخی از سیستم های ارتباطی بی سیم ، تبدیل مستقیم یا معماری همودن می تواند جایگزین معماری ابرقهرمان شود. در این معماری ، سیگنال ورودی RF در یک مرحله مستقیماً به فرکانس اساسی تبدیل می شود. بنابراین ، بیشترین سود در فرکانس اساسی است و فرکانس LO و سیگنال ورودی یکسان است. در این حالت ، باید تأثیر مقدار کمی اتصال را درک کرد و باید یک مدل دقیق از "مسیر سیگنال سرگردان" ایجاد شود ، مانند: اتصال از طریق بستر ، پین های بسته و سیم های اتصال (Bondwire) بین اتصال و اتصال از طریق خط برق.
4. تداخل کانال مجاور در شبیه سازی مدار فرکانس رادیویی
اعوجاج نیز نقش مهمی در فرستنده دارد. غیر خطی ایجاد شده توسط فرستنده در مدار خروجی ممکن است پهنای باند سیگنال منتقل شده را در کانال های مجاور گسترش دهد. این پدیده "رشد مجدد طیفی" نامیده می شود. قبل از رسیدن سیگنال به تقویت کننده قدرت فرستنده (PA) ، پهنای باند آن محدود است. اما "اعوجاج مدولاسیون" در PA باعث می شود که پهنای باند دوباره افزایش یابد. اگر پهنای باند بیش از حد افزایش یابد ، فرستنده قادر به تأمین نیازهای کانال های مجاور آن نخواهد بود. در هنگام انتقال سیگنال های مدوله شده دیجیتال ، در واقع ، استفاده از SPICE برای پیش بینی رشد بیشتر طیف غیرممکن است. از آنجا که حدود 1000 نماد دیجیتال (نماد) وجود دارد باید عملیات انتقال برای بدست آوردن یک طیف نماینده شبیه سازی شود ، و همچنین نیاز به ترکیب حامل های با فرکانس بالا است که تجزیه و تحلیل گذرا SPICE را غیر عملی می کند.
محصول دیگر ما:
