1. ממשק תדר רדיו של הדמיית מעגלי תדר רדיו
המשדר והמקלט האלחוטי מחולקים רעיונית לשני חלקים: תדר בסיס ותדר רדיו. התדר הבסיסי כולל את טווח התדרים של אות הכניסה של המשדר ואת טווח התדרים של אות הפלט של המקלט. רוחב הפס של התדר הבסיסי קובע את הקצב הבסיסי שבו נתונים יכולים לזרום במערכת. תדר הבסיס משמש לשיפור אמינות זרם הנתונים ולהפחתת העומס שמטיל המשדר על מדיום השידור בקצב העברת נתונים ספציפי. לכן, נדרש ידע רב בהנדסת עיבוד אותות בעת תכנון מעגל תדרים בסיסי על גבי PCB. מעגל תדרי הרדיו של המשדר יכול להמיר ולהמיר את אות פס הבסיס המעובד לערוץ ייעודי ולהזריק אות זה למדיום השידור. נהפוך הוא, מעגל תדרי הרדיו של המקלט יכול להשיג את האות ממדיום השידור, ולהמיר ולהפחית את התדר לתדר הבסיס.
למשדר יש שתי מטרות עיקריות לתכנון PCB: הראשונה היא שעליהן להעביר כוח ספציפי תוך צריכת מינימום כוח אפשרי. השנייה היא שהם לא יכולים להפריע לפעולה הרגילה של מקמ"שים בערוצים הסמוכים. מבחינת המקלט, יש שלוש מטרות עיקריות לתכנון PCB: ראשית, עליהן לשחזר במדויק אותות קטנים; שנית, עליהם להיות מסוגלים להסיר אותות מפריעים מחוץ לערוץ הרצוי; ולבסוף, כמו המשדר, עליהם לצרוך חשמל קטן מאוד.
2. אות ההפרעה הגדול של הדמיית מעגל תדרים רדיו
המקלט חייב להיות רגיש מאוד לאותות קטנים, גם כאשר ישנם אותות הפרעה גדולים (חסימות). מצב זה מתרחש כשמנסים לקבל אות שידור חלש או למרחקים ארוכים, ומשדר עוצמתי בסמוך משדר בערוץ סמוך. האות המפריע עשוי להיות גדול ב- 60 ~ 70 dB מהאות הצפוי, וניתן להשתמש בו בכמות גדולה של כיסוי בשלב הקלט של המקלט, או שהמקלט יכול ליצור רעש מוגזם בשלב הקלט כדי לחסום את הקליטה של אותות רגילים. אם המקלט מונע לאזור לא ליניארי על ידי מקור ההפרעה בשלב הקלט, שתי הבעיות הנ"ל יתרחשו. כדי להימנע מבעיות אלה, החלק הקדמי של המקלט חייב להיות ליניארי מאוד.
לכן, "לינאריות" היא גם שיקול חשוב בתכנון PCB של המקלט. מאחר שהמקלט הוא מעגל פס צר, האי-לינאריות נמדדת על ידי מדידת "עיוות בין-מודולציה". זה כרוך בשימוש בשני גלי סינוס או גלי קוסינוס בעלי תדרים דומים וממוקמים ברצועה המרכזית כדי להניע את אות הכניסה, ואז מדידת תוצר האינטמודולציה שלו. באופן כללי, SPICE היא תוכנת סימולציה גוזלת זמן רב ועלות, משום שהיא חייבת לבצע מחזורי חישובים רבים כדי להשיג את רזולוציית התדרים הנדרשת כדי להבין את העיוות.
3. אות צפוי קטן להדמיית מעגל RF
המקלט חייב להיות רגיש מאוד לאיתור אותות קלט קטנים. באופן כללי, כוח הקלט של המקלט יכול להיות קטן כמו 1 מיקרו-וולט. הרגישות של המקלט מוגבלת על ידי הרעש שנוצר ממעגל הקלט שלו. לכן, רעש הוא שיקול חשוב בתכנון ה- PCB של המקלט. יתר על כן, היכולת לחזות רעש בעזרת כלי סימולציה היא הכרחית. איור 1 הוא מקלט סופר-הטרודיני טיפוסי. האות שהתקבל מסונן תחילה, ואז אות הקלט מוגבר על ידי מגבר רעש נמוך (LNA). ואז השתמש במתנד המקומי הראשון (LO) כדי לערבב עם אות זה כדי להמיר אות זה לתדר ביניים (IF). ביצועי הרעש של המעגל הקדמי תלויים בעיקר ב- LNA, במיקסר וב- LO. למרות שניתוח הרעש המסורתי של SPICE יכול למצוא את הרעש של ה- LNA, הוא חסר תועלת עבור המיקסר וה- LO, מכיוון שהרעש בבלוקים אלה יושפע ברצינות מאות ה- LO הגדול.
אות קלט קטן מחייב את המקלט עם פונקציית הגברה נהדרת, בדרך כלל נדרש רווח של 120 dB. עם רווח כה גבוה, כל אות המוצמד ממסוף הפלט חזרה למסוף הקלט עלול לגרום לבעיות. הסיבה החשובה לשימוש בארכיטקטורת המקלט של הסופר-הטרודין היא שהיא יכולה להפיץ את הרווח בכמה תדרים כדי להפחית את הסיכוי להצמדה. זה גם גורם לתדר של ה- LO הראשון להיות שונה מתדר אות הכניסה, מה שיכול למנוע מאותות הפרעות גדולות להיות "מזוהמים" לאותות קלט קטנים.
מסיבות שונות, בחלק ממערכות התקשורת האלחוטית, המרה ישירה או ארכיטקטורת הומודין יכולה להחליף את ארכיטקטורת הסופר-הטרודין. בארכיטקטורה זו, אות קלט ה- RF מומר ישירות לתדר הבסיסי בצעד אחד. לכן, רוב הרווח הוא בתדר הבסיסי, ותדר ה- LO ואות הקלט זהים. במקרה זה יש להבין את ההשפעה של כמות קטנה של צימוד, ולקבוע מודל מפורט של "נתיב האות התועה", כגון: צימוד דרך המצע, סיכות חבילה וחוטי מליטה (Bondwire) בין צימוד, והצימוד דרך קו החשמל.
4. הפרעות ערוצים סמוכות בסימולציית מעגלי תדרי רדיו
העיוות ממלא תפקיד חשוב גם במשדר. האי-לינאריות שנוצרת על ידי המשדר במעגל הפלט עשויה להפיץ את רוחב הפס של האות המשודר בערוצים הסמוכים. תופעה זו מכונה "צמיחה מחודשת ספקטרלית". לפני שהאות מגיע למגבר הכוח של המשדר (PA), רוחב הפס שלו מוגבל; אך "העיוות האינטר-מודולציה" ברשות יביא לרוחב הפס להגדיל שוב. אם רוחב הפס גדל יותר מדי, המשדר לא יוכל לעמוד בדרישות ההספק של הערוצים הסמוכים לו. כאשר מעבירים אותות מווסתים דיגיטלית, למעשה, אי אפשר להשתמש ב- SPICE כדי לחזות את הצמיחה נוספת של הספקטרום. מכיוון שיש כ -1000 סמלים דיגיטליים (סמל) יש לדמות פעולות שידור כדי להשיג ספקטרום מייצג, וכן צריך לשלב מובילים בתדרים גבוהים, מה שהופך את ניתוח ה- SPICE ללא מעשי.
המוצר השני שלנו:
