1. Interface radiofréquence de la simulation de circuit radiofréquence
L'émetteur et le récepteur sans fil sont conceptuellement divisés en deux parties: la fréquence de base et la fréquence radio. La fréquence fondamentale comprend la gamme de fréquences du signal d'entrée de l'émetteur et la gamme de fréquences du signal de sortie du récepteur. La largeur de bande de la fréquence fondamentale détermine le débit de base auquel les données peuvent circuler dans le système. La fréquence de base est utilisée pour améliorer la fiabilité du flux de données et réduire la charge imposée par l'émetteur sur le support de transmission sous un débit de transmission de données spécifique. Par conséquent, de nombreuses connaissances en ingénierie du traitement du signal sont nécessaires lors de la conception d'un circuit de fréquence fondamentale sur un PCB. Le circuit radiofréquence de l'émetteur peut convertir et augmenter le signal de bande de base traité en un canal désigné, et injecter ce signal dans le support de transmission. Au contraire, le circuit radiofréquence du récepteur peut obtenir le signal du support de transmission, et convertir et réduire la fréquence en fréquence de base.
L'émetteur a deux objectifs principaux de conception de PCB: Le premier est qu'ils doivent transmettre une puissance spécifique tout en consommant le moins d'énergie possible. La seconde est qu'ils ne peuvent pas interférer avec le fonctionnement normal des émetteurs-récepteurs dans les canaux adjacents. En ce qui concerne le récepteur, il y a trois objectifs principaux de conception de PCB: premièrement, ils doivent restaurer avec précision les petits signaux; deuxièmement, ils doivent être capables d'éliminer les signaux parasites en dehors du canal souhaité; et enfin, comme l'émetteur, ils doivent consommer de l'énergie Très faible.
2. Le grand signal d'interférence de la simulation de circuit de radiofréquence
Le récepteur doit être très sensible aux petits signaux, même en présence de gros signaux parasites (obstructions). Cette situation se produit lorsque vous essayez de recevoir un signal de transmission faible ou longue distance et qu'un puissant émetteur à proximité diffuse dans un canal adjacent. Le signal brouilleur peut être 60 ~ 70 dB plus grand que le signal attendu, et il peut être utilisé dans une grande quantité de couverture pendant l'étage d'entrée du récepteur, ou le récepteur peut générer un bruit excessif pendant l'étage d'entrée pour bloquer la réception de signaux normaux. Si le récepteur est entraîné dans une région non linéaire par la source d'interférence pendant l'étape d'entrée, les deux problèmes ci-dessus se produiront. Pour éviter ces problèmes, l'extrémité avant du récepteur doit être très linéaire.
Par conséquent, la «linéarité» est également une considération importante dans la conception PCB du récepteur. Puisque le récepteur est un circuit à bande étroite, la non-linéarité est mesurée en mesurant la "distorsion d'intermodulation". Il s'agit d'utiliser deux ondes sinusoïdales ou d'ondes cosinus avec des fréquences similaires et situées dans la bande centrale pour piloter le signal d'entrée, puis de mesurer le produit de son intermodulation. De manière générale, SPICE est un logiciel de simulation chronophage et coûteux, car il doit effectuer de nombreux cycles de calculs pour obtenir la résolution de fréquence requise pour comprendre la distorsion.
3. Petit signal attendu pour la simulation de circuit RF
Le récepteur doit être très sensible pour détecter les petits signaux d'entrée. D'une manière générale, la puissance d'entrée du récepteur peut être aussi petite que 1 μV. La sensibilité du récepteur est limitée par le bruit généré par son circuit d'entrée. Par conséquent, le bruit est une considération importante dans la conception PCB du récepteur. De plus, la capacité de prédire le bruit avec des outils de simulation est indispensable. La figure 1 est un récepteur superhétérodyne typique. Le signal reçu est d'abord filtré, puis le signal d'entrée est amplifié par un amplificateur à faible bruit (LNA). Ensuite, utilisez le premier oscillateur local (LO) pour mélanger avec ce signal pour convertir ce signal en une fréquence intermédiaire (IF). Les performances de bruit du circuit frontal dépendent principalement du LNA, du mélangeur et du LO. Bien que l'analyse de bruit SPICE traditionnelle puisse trouver le bruit du LNA, elle est inutile pour le mélangeur et le LO, car le bruit dans ces blocs sera sérieusement affecté par le grand signal LO.
Un petit signal d'entrée nécessite que le récepteur ait une grande fonction d'amplification, généralement un gain de 120 dB est nécessaire. Avec un gain aussi élevé, tout signal qui est couplé de la borne de sortie à la borne d'entrée peut poser des problèmes. La raison importante d'utiliser l'architecture de récepteur superhétérodyne est qu'elle peut répartir le gain sur plusieurs fréquences pour réduire les risques de couplage. Cela fait également que la fréquence du premier LO diffère de la fréquence du signal d'entrée, ce qui peut empêcher que de grands signaux d'interférence ne soient «contaminés» en de petits signaux d'entrée.
Pour différentes raisons, dans certains systèmes de communication sans fil, la conversion directe ou l'architecture homodyne peut remplacer l'architecture superhétérodyne. Dans cette architecture, le signal d'entrée RF est directement converti en fréquence fondamentale en une seule étape. Par conséquent, la majeure partie du gain se situe dans la fréquence fondamentale et la fréquence du LO et du signal d'entrée est la même. Dans ce cas, l'influence d'une petite quantité de couplage doit être comprise, et un modèle détaillé du «chemin de signal parasite» doit être établi, tel que: couplage à travers le substrat, broches de boîtier et fils de liaison (Bondwire) entre le couplage, et le couplage à travers la ligne électrique.
4. Interférence de canal adjacent dans la simulation de circuit de radiofréquence
la distorsion joue également un rôle important dans l'émetteur. La non-linéarité générée par l'émetteur dans le circuit de sortie peut étaler la bande passante du signal transmis dans des canaux adjacents. Ce phénomène est appelé "repousse spectrale". Avant que le signal n'atteigne l'amplificateur de puissance (PA) de l'émetteur, sa bande passante est limitée; mais la "distorsion d'intermodulation" dans le PA fera à nouveau augmenter la bande passante. Si la bande passante est trop augmentée, l'émetteur ne pourra pas répondre aux besoins en puissance de ses canaux adjacents. Lors de la transmission de signaux modulés numériquement, en fait, il est impossible d'utiliser SPICE pour prédire la poursuite de la croissance du spectre. Parce qu'il y a environ 1000 symboles numériques (symboles), les opérations de transmission doivent être simulées pour obtenir un spectre représentatif, et doivent également combiner des porteuses haute fréquence, ce qui rendra l'analyse des transitoires SPICE peu pratique.
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