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行业动态
PCB射频电路四大基础特性

  射频电路仿真之射频的界面

  无线发射器和吸收器在观点上,可分为基频与射频两个部份。基频包罗发射器的输入信号之频率范畴,也包罗吸收器的输出信号之频率范畴。基频的频宽决定了数据在体系中可活动的根本速率。基频是用来改进数据流的可靠度,并在特定的数据传输率之下,淘汰发射器施加在传输前言(transmission medium)的负荷。因此,PCB计划基频电路时,必要大量的信号处置处罚工程知识。发射器的射频电路能将已处置处罚过的基频信号转换、升频至指定的频道中,并将此信号注入至传输媒体中。相反的,吸收器的射频电路能自传输媒体中取得信号,并转换、降频成基频。

  发射器有两个重要的PCB计划目的:第一是它们必须尽大概在斲丧最少功率的情况下,发射特定的功率。第二是它们不醒目扰相邻频道内的收发机之正常运作。就吸收器而言,有三个重要的PCB计划目的:起首,它们必须正确地还原小信号;第二,它们必须能去除盼望频道以外的滋扰信号;末了一点与发射器一样,它们斲丧的功率必须很小。

  射频电路仿真之大的滋扰信号

  吸收器必须对小的信号很敏捷,纵然有大的滋扰信号(拦截物)存在时。这种情况出如今实验吸收一个薄弱或远距的发射信号,而其相近有壮大的发射器在相邻频道中广播。滋扰信号大概比等待信号大60~70dB,且可以在吸收器的输入阶段以大量笼罩的方法,或使吸收器在输入阶段产生过多的噪声量,来阻断正常信号的吸收。要是吸收器在输入阶段,被滋扰源驱策进入非线性的地区,上述的那两个题目就会产生。为制止这些题目,吸收器的前端必须黑白常线性的。

  因此,“线性”也是PCB计划吸收器时的一个重要思量因素。由于吸收器是窄频电路,以黑白线性因此丈量“交调失真(intermodulation distortion)”来统计的。这扳连到利用两个频率相近,并位于中央频带内(in band)的正弦波或余弦波来驱动输入信号,然后再丈量其交互调变的乘积。大要而言,SPICE是一种耗时耗本钱的仿真软件,由于它必须实行很多次的循环运算以后,才气得到所必要的频率辨别率,以相识失真的情况。

  射频电路仿真之小的盼望信号

  吸收器必须很敏捷地侦测到小的输入信号。一样通常而言,吸收器的输入功率可以小到1 μV。吸收器的敏捷度被它的输入电路所产生的噪声所限定。因此,噪声是PCB计划吸收器时的一个重要思量因素。并且,具备以仿真东西来预测噪声的本领是不行或缺的。附图一是一个典范的超外差(superheterodyne)吸收器。吸收到的信号先颠末滤波,再以低噪声放大器(LNA)将输入信号放大。然后利用第一个当地振荡器(LO)与此信号混淆,以使此信号转换成中频(IF)。前端(front-end)电路的噪声效能重要取决于LNA、混淆器(mixer)和LO。固然利用传统的SPICE噪声阐发,可以探求到LNA的噪声,但对付混淆器和LO而言,它倒是无用的,由于在这些区块中的噪声,会被很大的LO信号严峻地影响。

  小的输入信号要求吸收器必须具有极大的放大功效,通常必要120dB这么高的增益。在这么高的增益下,任何自输出端耦合(couple)回到输入真个信号都大概产生题目。利用超外差吸收器架构的重要缘故原由是,它可以将增益漫衍在数个频率里,以淘汰耦合的机率。这也使得第一个LO的频率与输入信号的频率差别,可以防备大的滋扰信号“污染”到小的输入信号。

  由于差另外来由,在一些无线通讯体系中,直接转换(direct conversion)或内差(homodyne)架构可以代替超外差架构。在此架构中,射频输入信号是在单一步调下直接转换成基频,因此,大部份的增益都在基频中,并且LO与输入信号的频率雷同。在这种情况下,必须相识少量耦合的影响力,并且必须创建起“杂散信号路径(stray signal path)”的细致模子,譬如:穿过基板(substrate)的耦合、封装脚位与焊线(bondwire)之间的耦合、和穿过电源线的耦合。

  射频电路仿真之相邻频道的滋扰

  失真也在发射器中饰演偏重要的脚色。发射器在输出电路所产生的非线性,大概使传送信号的频宽散布于相邻的频道中。这种征象称为“频谱的再发展(spectral regrowth)”。在信号到达发射器的功率放大器(PA)之前,其频宽被限定着;但在PA内的“交调失真”会导致频宽再次增长。要是频宽增长的太多,发射器将无法切合其相邻频道的功率要求。当传送数字调变信号时,现实上,是无法用SPICE来预测频谱的再发展。由于约莫有1000个数字标记(symbol)的传送作业必须被仿真,以求得代表性的频谱,并且还必要联合高频率的载波,这些将使SPICE的瞬态阐发变得不切现实。

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