PCB电路设计中射频接口和射频电路的特性

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  射频电路(RF circuit)的许多特殊特性,很难用简短的几句话来说明,也无法使用传统的模拟仿真软件来分析,譬如SPICE。不过,目前市面上有一些EDA软件具有谐波平衡(harmonic balance)、投射法(shooting method)…。等复杂的算法,可以快速和准确地仿真射频电路。但在学习这些EDA软件之前,必须先了解射频电路的特性,尤其要了解一些专有名词和物理现象的意义,因为这是射频工程的基础知识。

  射频的界面

  无线发射器和接收器在概念上,可分为基频与射频两个部份。基频包含发射器的输入讯号之频率范围,也包含接收器的输出讯号之频率范围。基频的频宽决定了数据在系统中可流动的基本速率。基频是用来改善资料流的可靠度,并在特定的数据传输率之下,减少发射器施加在传输媒体(transmission medium)的负荷。因此,PCB设计基频电路时,需要大量的讯号处理工程知识。发射器的射频电路**是它们必须尽可首先,它们必须准确地还原小讯号;**,它们必须接收器。接收到的讯号先经过滤波,再以低噪声放大器(LNA)将输入讯号放大。然后利用**个本地振荡器(LO)与此讯号混合,以使此讯号转换成中频(IF)。前端(front-end)电路的噪声效和LO。虽然使用传统的SPICE噪声分析,可以寻找到LNA的噪声,但对于混合器和LO而言,它却是无用的,因为在这些区块中的噪声,会被很大的LO讯号严重地影响。

  小的输入讯号要求接收器必须具有极大的放大功回到输入端的讯号都可或内差(homodyne)架构可以取代超外差架构。在此架构中,射频输入讯号是在单一步骤下直接转换成基频,因此,大部份的增益都在基频中,而且LO与输入讯号的频率相同。在这种情况下,必须了解少量耦合的影响力,并且必须建立起「杂散讯号路径(stray signal path)」的详细模型,譬如:穿过基板(substrate)的耦合、封装脚位与焊线(bondwire)之间的耦合、和穿过电存在时。这种情况出现在尝试接收一个微弱或远距的发射讯号,而其附近有强大的发射器在相邻频道中广播。干扰讯号可」来统计的。这牵涉到利用两个频率相近,并位于中心频带内(in band)的正弦波或余弦波来驱动输入讯号,然后再测量其交互调变的乘积。大体而言,SPICE是一种耗时耗成本的仿真软件,因为它必须执行许多次的循环运算以后,才」。在讯号到达发射器的功率放大器(PA)之前,其频宽被限制着;但在PA内的「交互调变失真」会导致频宽再次增加。如果频宽增加的太多,发射器将无法符合其相邻频道的功率要求。当传送数字调变讯号时,实际上,是无法用SPICE来预测频谱的再成长。因为大约有1000个数字符号(symbol)的传送作业必须被仿真,以求得代表性的频谱,并且还需要结合高频率的载波,这些将使SPICE的瞬态分析变得不切实际。

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