무선 주파수 회로의 4 가지 특성 분석

1. 무선 주파수 회로 시뮬레이션의 무선 주파수 인터페이스
　　무선 송신기와 수신기는 개념적으로 기본 주파수와 무선 주파수의 두 부분으로 나뉩니다. 기본 주파수는 송신기의 입력 신호의 주파수 범위와 수신기의 출력 신호의 주파수 범위를 포함합니다. 기본 주파수의 대역폭은 시스템에서 데이터가 흐를 수있는 기본 속도를 결정합니다. 기본 주파수는 데이터 스트림의 신뢰성을 개선하고 특정 데이터 전송 속도에서 전송 매체에 대한 송신기의 부하를 줄이는 데 사용됩니다. 따라서 PCB에 기본 주파수 회로를 설계 할 때 많은 신호 처리 공학 지식이 필요합니다. 송신기의 무선 주파수 회로는 처리 된 기저 대역 신호를 지정된 채널로 변환 및 상향 변환하고이 신호를 전송 매체에 주입 할 수 있습니다. 반대로, 수신기의 무선 주파수 회로는 전송 매체로부터 신호를 얻고 주파수를 기본 주파수로 변환하고 줄일 수 있습니다.
　　 송신기에는 두 가지 주요 PCB 설계 목표가 있습니다. 첫 번째는 가능한 최소 전력을 소비하면서 특정 전력을 전송해야한다는 것입니다. 두 번째는 인접 채널에서 트랜시버의 정상적인 작동을 방해 할 수 없다는 것입니다. 수신기에 관한 한 세 가지 주요 PCB 설계 목표가 있습니다. 첫째, 작은 신호를 정확하게 복원해야합니다. 둘째, 원하는 채널 외부의 간섭 신호를 제거 할 수 있어야합니다. 마지막으로 송신기와 마찬가지로 전력을 매우 적게 소비해야합니다.

2. 무선 주파수 회로 시뮬레이션의 큰 간섭 신호
　　수신기는 큰 간섭 신호 (장애물)가 있더라도 작은 신호에 매우 민감해야합니다. 이 상황은 약하거나 장거리 전송 신호를 수신하려고 할 때 발생하며 근처의 강력한 송신기가 인접 채널에서 방송 중입니다. 간섭 신호는 예상 신호보다 60 ~ 70dB 더 클 수 있으며, 수신기의 입력 단계에서 다량의 커버리지에서 사용할 수 있거나 수신기가 입력 단계에서 과도한 노이즈를 생성하여 수신을 차단할 수 있습니다. 정상적인 신호. 수신기가 입력 단계에서 간섭 소스에 의해 비선형 영역으로 구동되면 위의 두 가지 문제가 발생합니다. 이러한 문제를 방지하려면 수신기의 프런트 엔드가 매우 선형이어야합니다.
　　 따라서 "선형성"은 수신기의 PCB 설계에서도 중요한 고려 사항입니다. 수신기는 협 대역 회로이기 때문에 "상호 변조 왜곡"을 측정하여 비선형 성을 측정합니다. 여기에는 주파수가 비슷하고 중앙 대역에 위치한 두 개의 사인파 또는 코사인 파를 사용하여 입력 신호를 구동 한 다음 상호 변조의 곱을 측정하는 것이 포함됩니다. 일반적으로 SPICE는 왜곡을 이해하는 데 필요한 주파수 분해능을 얻기 위해 많은 계산주기를 수행해야하기 때문에 시간과 비용이 많이 드는 시뮬레이션 소프트웨어입니다.

3. RF 회로 시뮬레이션을위한 작은 예상 신호
　　수신기는 작은 입력 신호를 감지하기 위해 매우 민감해야합니다. 일반적으로 수신기의 입력 전력은 1μV 정도로 작을 수 있습니다. 수신기의 감도는 입력 회로에서 생성되는 노이즈에 의해 제한됩니다. 따라서 잡음은 수신기의 PCB 설계에서 중요한 고려 사항입니다. 또한 시뮬레이션 도구를 사용하여 노이즈를 예측하는 기능은 필수 불가결합니다. 그림 1은 일반적인 수퍼 헤테로 다인 수신기입니다. 수신 된 신호가 먼저 필터링 된 다음 입력 신호가 저잡음 증폭기 (LNA)에 의해 증폭됩니다. 그런 다음 첫 번째 로컬 오실레이터 (LO)를 사용하여이 신호와 혼합하여이 신호를 중간 주파수 (IF)로 변환합니다. 프런트 엔드 회로의 노이즈 성능은 주로 LNA, 믹서 및 LO에 따라 다릅니다. 기존 SPICE 노이즈 분석은 LNA의 노이즈를 찾을 수 있지만 믹서와 LO에는 쓸모가 없습니다. 이러한 블록의 노이즈는 큰 LO 신호에 의해 심각하게 영향을 받기 때문입니다.
　　작은 입력 신호는 수신기가 큰 증폭 기능을 가져야하며 일반적으로 120dB의 이득이 필요합니다. 이러한 높은 이득을 사용하면 출력 단자에서 입력 단자로 다시 연결된 신호가 문제를 일으킬 수 있습니다. 수퍼 헤테로 다인 수신기 아키텍처를 사용하는 중요한 이유는 결합 가능성을 줄이기 위해 여러 주파수에서 이득을 분배 할 수 있기 때문입니다. 이것은 또한 첫 번째 LO의 주파수를 입력 신호의 주파수와 다르게 만들어 큰 간섭 신호가 작은 입력 신호로 "오염"되는 것을 방지 할 수 있습니다.
　　 여러 가지 이유로 일부 무선 통신 시스템에서 직접 변환 또는 호모 다인 아키텍처가 수퍼 헤테로 다인 아키텍처를 대체 할 수 있습니다. 이 아키텍처에서 RF 입력 신호는 단일 단계에서 기본 주파수로 직접 변환됩니다. 따라서 대부분의 이득은 기본 주파수에 있으며 LO와 입력 신호의 주파수는 동일합니다. 이 경우 소량의 커플 링이 미치는 영향을 이해해야하며, 기판을 통한 커플 링, 패키지 핀 및 사이의 본딩 와이어 (본드 와이어)와 같은 "스트레이 신호 경로"의 세부 모델을 설정해야합니다. 커플 링 및 전원 라인을 통한 커플 링.

4. 무선 주파수 회로 시뮬레이션에서 인접 채널 간섭
　　 왜곡은 송신기에서 중요한 역할을합니다. 출력 회로에서 송신기에 의해 생성 된 비선형 성은 인접한 채널에서 전송 된 신호의 대역폭을 분산시킬 수 있습니다. 이 현상을 "스펙트럼 재성장"이라고합니다. 신호가 송신기의 전력 증폭기 (PA)에 도달하기 전에 대역폭이 제한됩니다. 그러나 PA의 "상호 변조 왜곡"은 대역폭을 다시 증가시킵니다. 대역폭이 너무 많이 증가하면 송신기는 인접 채널의 전력 요구 사항을 충족 할 수 없습니다. 디지털로 변조 된 신호를 전송할 때 실제로 SPICE를 사용하여 스펙트럼의 추가 성장을 예측하는 것은 불가능합니다. 약 1000 개의 디지털 심볼 (심볼)이 있기 때문에 대표적인 스펙트럼을 얻기 위해 전송 작업을 시뮬레이션해야하며 고주파 반송파를 결합해야하므로 SPICE 과도 분석이 비실용적입니다.