1. Vysokofrekvenčné rozhranie simulácie vysokofrekvenčných obvodov
Bezdrôtový vysielač a prijímač sú koncepčne rozdelené do dvoch častí: základná frekvencia a rádiová frekvencia. Základná frekvencia zahŕňa frekvenčný rozsah vstupného signálu vysielača a frekvenčný rozsah výstupného signálu prijímača. Šírka pásma základnej frekvencie určuje základnú rýchlosť, akou môžu údaje prúdiť v systéme. Základná frekvencia sa používa na zlepšenie spoľahlivosti dátového toku a zníženie záťaže, ktorú vysielač vystavuje na prenosové médium pri konkrétnej rýchlosti prenosu dát. Pri navrhovaní obvodu základnej frekvencie na PCB je preto potrebných veľa technických znalostí spracovania signálu. Vysokofrekvenčný obvod vysielača môže prevádzať a konvertovať spracovaný signál základného pásma na určený kanál a injikovať tento signál do prenosového média. Naopak, vysokofrekvenčný obvod prijímača môže získať signál z prenosového média a prevádzať a znižovať frekvenciu na základnú frekvenciu.
Vysielač má dva hlavné ciele návrhu DPS: Prvý je ten, že musia prenášať konkrétny výkon pri minimálnej spotrebe energie. Druhým je to, že nemôžu interferovať s normálnou prevádzkou vysielačov a prijímačov v susedných kanáloch. Pokiaľ ide o prijímač, existujú tri hlavné ciele návrhu DPS: po prvé, musia presne obnovovať malé signály; po druhé, musia byť schopné odstrániť rušivé signály mimo požadovaného kanálu; a nakoniec, rovnako ako vysielač, musia spotrebovať energiu veľmi malú.
2. Veľký interferenčný signál simulácie vysokofrekvenčných obvodov
Prijímač musí byť veľmi citlivý na malé signály, aj keď sú k dispozícii veľké interferenčné signály (prekážky). Táto situácia nastáva, keď sa pokúšate prijať slabý alebo diaľkový prenosový signál a v susednom kanáli vysiela výkonný vysielač. Rušivý signál môže byť o 60 ~ 70 dB väčší ako očakávaný signál a môže sa použiť vo väčšom rozsahu pokrytia počas vstupnej fázy prijímača alebo môže prijímač generovať nadmerný šum počas vstupnej fázy na blokovanie príjmu normálne signály. Ak je prijímač počas vstupného stupňa do nelineárnej oblasti napájaný zdrojom interferencie, nastanú vyššie uvedené dva problémy. Aby sa zabránilo týmto problémom, predná časť prijímača musí byť veľmi lineárna.
Preto je „linearita“ tiež dôležitým aspektom pri návrhu DPS prijímača. Pretože prijímač je úzkopásmový obvod, nelinearita sa meria meraním „intermodulačného skreslenia“. To zahŕňa použitie dvoch sínusových alebo kosínusových vĺn s podobnými frekvenciami, ktoré sa nachádzajú v strednom pásme na riadenie vstupného signálu, a potom meranie produktu jeho intermodulácie. Všeobecne možno povedať, že SPICE je časovo náročný a nákladný simulačný softvér, pretože na získanie požadovaného frekvenčného rozlíšenia potrebného na pochopenie skreslenia musí byť potrebné vykonať veľa cyklov výpočtov.
3. Malý očakávaný signál pre simuláciu RF obvodu
Prijímač musí byť veľmi citlivý na detekciu malých vstupných signálov. Všeobecne možno povedať, že vstupný výkon prijímača môže byť až 1 μV. Citlivosť prijímača je obmedzená šumom generovaným jeho vstupným obvodom. Preto je hluk dôležitým aspektom pri návrhu DPS prijímača. Schopnosť predpovedať hluk pomocou simulačných nástrojov je navyše nevyhnutná. Obrázok 1 je typický superheterodynový prijímač. Prijatý signál je najskôr filtrovaný a potom je vstupný signál zosilnený nízkošumovým zosilňovačom (LNA). Potom použite prvý lokálny oscilátor (LO) na zmiešanie s týmto signálom na konverziu tohto signálu na strednú frekvenciu (IF). Hluková výkonnosť front-end obvodu závisí hlavne od LNA, mixéra a LO. Aj keď tradičná analýza šumu SPICE dokáže nájsť šum LNA, je to pre mixážny pult a LO zbytočné, pretože hluk v týchto blokoch bude vážne ovplyvnený veľkým signálom LO.
Malý vstupný signál vyžaduje, aby mal prijímač skvelú zosilňovaciu funkciu, zvyčajne je potrebný zisk 120 dB. Pri takom vysokom zosilnení môže akýkoľvek signál, ktorý je spojený z výstupnej svorky späť do vstupnej svorky, spôsobiť problémy. Dôležitým dôvodom použitia architektúry superheterodynového prijímača je to, že dokáže distribuovať zisk na niekoľkých frekvenciách, aby sa znížila pravdepodobnosť spojenia. Týmto sa tiež frekvencia prvého LO líši od frekvencie vstupného signálu, čo môže zabrániť „kontaminácii“ veľkých interferenčných signálov na malé vstupné signály.
Z rôznych dôvodov môže v niektorých bezdrôtových komunikačných systémoch nahradiť superheterodynovú architektúru priama konverzia alebo homodynová architektúra. V tejto architektúre je vstupný signál RF priamo prevedený na základnú frekvenciu v jednom kroku. Preto sa väčšina zisku nachádza na základnej frekvencii a frekvencia LO a vstupný signál sú rovnaké. V takom prípade je potrebné pochopiť vplyv malého množstva spojenia a je potrebné ustanoviť podrobný model „rozptýlenej signálnej cesty“, ako napríklad: spojenie cez substrát, kolíky balenia a spojovacie vodiče (Bondwire) medzi spojku a spojku cez elektrické vedenie.
4. Rušenie susedných kanálov v simulácii vysokofrekvenčných obvodov
skreslenie hrá dôležitú úlohu aj vo vysielači. Nelineárnosť generovaná vysielačom vo výstupnom obvode môže šíriť šírku pásma prenášaného signálu v susedných kanáloch. Tento jav sa nazýva „spektrálny opätovný rast“. Predtým, ako signál dosiahne výkonový zosilňovač (PA) vysielača, je obmedzená jeho šírka pásma; ale „intermodulačné skreslenie“ v PA spôsobí, že sa šírka pásma opäť zvýši. Ak sa šírka pásma príliš zvýši, vysielač nebude schopný splniť požiadavky na napájanie svojich susedných kanálov. Pri prenose digitálne modulovaných signálov je v skutočnosti nemožné použiť program SPICE na predikciu ďalšieho rastu spektra. Pretože existuje asi 1000 XNUMX digitálnych symbolov (symbolov), je potrebné simulovať prenosové operácie, aby sa získalo reprezentatívne spektrum, a tiež je potrebné kombinovať vysokofrekvenčné nosné, čo spôsobí, že prechodová analýza SPICE bude nepraktická.
Náš ďalší produkt:
