1. Giao diện tần số vô tuyến của mô phỏng mạch tần số vô tuyến
Thiết bị phát và thu không dây được chia thành hai phần: tần số cơ bản và tần số vô tuyến. Tần số cơ bản bao gồm dải tần của tín hiệu đầu vào của máy phát và dải tần của tín hiệu đầu ra của máy thu. Băng thông của tần số cơ bản xác định tốc độ cơ bản mà dữ liệu có thể lưu chuyển trong hệ thống. Tần số cơ sở được sử dụng để cải thiện độ tin cậy của luồng dữ liệu và giảm tải do máy phát áp đặt lên môi trường truyền theo một tốc độ truyền dữ liệu cụ thể. Do đó, cần có nhiều kiến thức kỹ thuật xử lý tín hiệu khi thiết kế mạch tần số cơ bản trên PCB. Mạch tần số vô tuyến của máy phát có thể chuyển đổi và chuyển đổi tín hiệu băng gốc đã xử lý sang một kênh được chỉ định, và đưa tín hiệu này vào môi trường truyền dẫn. Ngược lại, mạch tần số vô tuyến của máy thu có thể thu được tín hiệu từ môi trường truyền dẫn, đồng thời biến đổi và giảm tần số về tần số cơ bản.
Máy phát có hai mục tiêu thiết kế PCB chính: Đầu tiên là chúng phải truyền một công suất cụ thể trong khi tiêu thụ ít điện năng nhất có thể. Thứ hai là chúng không thể can thiệp vào hoạt động bình thường của các bộ thu phát ở các kênh lân cận. Liên quan đến bộ thu, có ba mục tiêu thiết kế PCB chính: đầu tiên, chúng phải khôi phục chính xác các tín hiệu nhỏ; thứ hai, chúng phải có khả năng loại bỏ các tín hiệu gây nhiễu bên ngoài kênh mong muốn; và cuối cùng, giống như máy phát, chúng phải tiêu thụ điện năng Rất nhỏ.
2. Tín hiệu nhiễu lớn của mô phỏng mạch tần số vô tuyến
Máy thu phải rất nhạy cảm với các tín hiệu nhỏ, ngay cả khi có các tín hiệu nhiễu lớn (vật cản). Tình huống này xảy ra khi cố gắng nhận tín hiệu truyền khoảng cách xa hoặc yếu và một máy phát mạnh gần đó đang phát ở một kênh lân cận. Tín hiệu gây nhiễu có thể lớn hơn 60 ~ 70 dB so với tín hiệu mong đợi và nó có thể được sử dụng trong phạm vi phủ sóng lớn trong giai đoạn đầu vào của máy thu hoặc máy thu có thể tạo ra tiếng ồn quá mức trong giai đoạn đầu vào để chặn việc nhận tín hiệu bình thường. Nếu máy thu được đưa vào vùng phi tuyến tính bởi nguồn nhiễu trong giai đoạn đầu vào, hai vấn đề trên sẽ xảy ra. Để tránh những vấn đề này, đầu trước của máy thu phải rất tuyến tính.
Do đó, "tuyến tính" cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét trong thiết kế PCB của máy thu. Vì máy thu là một mạch băng hẹp, độ không tuyến tính được đo bằng cách đo "độ méo xuyên điều chế". Điều này liên quan đến việc sử dụng hai sóng hình sin hoặc sóng côsin có tần số tương tự và nằm trong dải trung tâm để điều khiển tín hiệu đầu vào, sau đó đo sản phẩm của quá trình xuyên điều chế của nó. Nói chung, SPICE là một phần mềm mô phỏng tốn nhiều thời gian và chi phí, bởi vì nó phải thực hiện nhiều chu kỳ tính toán để có được độ phân giải tần số cần thiết để hiểu được độ méo.
3. Tín hiệu mong đợi nhỏ cho mô phỏng mạch RF
Máy thu phải rất nhạy để phát hiện các tín hiệu đầu vào nhỏ. Nói chung, công suất đầu vào của máy thu có thể nhỏ đến 1 μV. Độ nhạy của máy thu bị giới hạn bởi tiếng ồn do mạch đầu vào của nó tạo ra. Do đó, tiếng ồn là một yếu tố quan trọng cần xem xét trong thiết kế PCB của máy thu. Hơn nữa, khả năng dự đoán nhiễu bằng các công cụ mô phỏng là không thể thiếu. Hình 1 là một máy thu superheterodyne điển hình. Đầu tiên, tín hiệu nhận được sẽ được lọc, và sau đó tín hiệu đầu vào được khuếch đại bởi bộ khuếch đại nhiễu thấp (LNA). Sau đó sử dụng bộ dao động cục bộ đầu tiên (LO) trộn với tín hiệu này để chuyển tín hiệu này thành tần số trung gian (IF). Hiệu suất nhiễu của mạch front-end chủ yếu phụ thuộc vào LNA, mixer và LO. Mặc dù phân tích nhiễu SPICE truyền thống có thể tìm ra nhiễu của LNA, nhưng nó là vô ích đối với bộ trộn và LO, vì nhiễu trong các khối này sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi tín hiệu LO lớn.
Tín hiệu đầu vào nhỏ đòi hỏi bộ thu phải có chức năng khuếch đại lớn, thông thường cần đạt mức khuếch đại 120 dB. Với mức khuếch đại cao như vậy, bất kỳ tín hiệu nào được ghép nối từ đầu ra đầu ra trở lại đầu vào đầu vào đều có thể gây ra sự cố. Lý do quan trọng cho việc sử dụng kiến trúc máy thu superheterodyne là nó có thể phân phối độ lợi ở một số tần số để giảm cơ hội ghép nối. Điều này cũng làm cho tần số của LO đầu tiên khác với tần số của tín hiệu đầu vào, điều này có thể ngăn các tín hiệu nhiễu lớn bị "nhiễm" sang các tín hiệu đầu vào nhỏ.
Vì những lý do khác nhau, trong một số hệ thống truyền thông không dây, chuyển đổi trực tiếp hoặc kiến trúc homodyne có thể thay thế kiến trúc superheterodyne. Trong kiến trúc này, tín hiệu đầu vào RF được chuyển đổi trực tiếp thành tần số cơ bản trong một bước duy nhất. Do đó, phần lớn độ lợi là ở tần số cơ bản, và tần số của LO và tín hiệu đầu vào là như nhau. Trong trường hợp này, ảnh hưởng của một lượng nhỏ khớp nối phải được hiểu và phải thiết lập mô hình chi tiết về "đường dẫn tín hiệu lạc", chẳng hạn như: khớp nối qua đế, chân gói và dây liên kết (Bondwire) giữa khớp nối và khớp nối thông qua đường dây điện.
4. Nhiễu kênh lân cận trong mô phỏng mạch tần số vô tuyến
méo cũng đóng một vai trò quan trọng trong máy phát. Sự không tuyến tính được tạo ra bởi máy phát trong mạch đầu ra có thể trải rộng băng thông của tín hiệu truyền trong các kênh lân cận. Hiện tượng này được gọi là "sự mọc lại quang phổ". Trước khi tín hiệu đến bộ khuếch đại công suất (PA) của máy phát, băng thông của nó bị hạn chế; nhưng "biến dạng xuyên điều chế" trong PA sẽ làm cho băng thông tăng trở lại. Nếu băng thông được tăng lên quá nhiều, máy phát sẽ không thể đáp ứng yêu cầu công suất của các kênh lân cận của nó. Trên thực tế, khi truyền các tín hiệu được điều chế kỹ thuật số, không thể sử dụng SPICE để dự đoán sự phát triển thêm của phổ. Bởi vì có khoảng 1000 ký hiệu số (ký hiệu) hoạt động truyền phải được mô phỏng để có được phổ đại diện, và cũng cần kết hợp các sóng mang tần số cao, điều này sẽ làm cho phân tích thoáng qua SPICE không thực tế.
sản phẩm khác của chúng tôi:
