यह आलेख चार पहलुओं से आरएफ सर्किट की 4 बुनियादी विशेषताओं की व्याख्या करता है: आरएफ इंटरफ़ेस, छोटे अपेक्षित सिग्नल, बड़े हस्तक्षेप सिग्नल, और आसन्न चैनलों से हस्तक्षेप, और महत्वपूर्ण कारक देता है जिन्हें पीसीबी डिजाइन प्रक्रिया में विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है।
आरएफ के इंटरफ़ेस का आरएफ सर्किट सिमुलेशन
वायरलेस ट्रांसमीटर और रिसीवर की अवधारणा में, मौलिक आवृत्ति और रेडियो आवृत्ति के दो भागों में विभाजित किया जा सकता है।मौलिक आवृत्ति में ट्रांसमीटर के इनपुट सिग्नल की आवृत्ति रेंज और रिसीवर के आउटपुट सिग्नल की आवृत्ति रेंज शामिल होती है।मौलिक आवृत्ति की बैंडविड्थ उस मूल दर को निर्धारित करती है जिस पर सिस्टम में डेटा प्रवाहित हो सकता है।मौलिक आवृत्ति का उपयोग डेटा प्रवाह की विश्वसनीयता में सुधार करने और किसी दिए गए डेटा दर पर ट्रांसमिशन माध्यम पर ट्रांसमीटर द्वारा लगाए गए भार को कम करने के लिए किया जाता है।इसलिए, मौलिक आवृत्ति सर्किट के पीसीबी डिजाइन के लिए सिग्नल प्रोसेसिंग इंजीनियरिंग के व्यापक ज्ञान की आवश्यकता होती है।ट्रांसमीटर की आरएफ सर्किटरी संसाधित मौलिक आवृत्ति सिग्नल को एक निर्दिष्ट चैनल में परिवर्तित और बढ़ाती है और इस सिग्नल को ट्रांसमिशन माध्यम में इंजेक्ट करती है।इसके विपरीत, रिसीवर की आरएफ सर्किट्री ट्रांसमिशन मीडिया से सिग्नल प्राप्त करती है और इसे मौलिक आवृत्ति में परिवर्तित और डाउनस्केल करती है।
ट्रांसमीटरों के दो मुख्य पीसीबी डिज़ाइन लक्ष्य हैं: पहला यह है कि उन्हें कम से कम बिजली की खपत करते हुए एक विशिष्ट मात्रा में बिजली संचारित करनी चाहिए।दूसरा यह है कि वे आसन्न चैनलों में ट्रांसीवर के सामान्य संचालन में हस्तक्षेप नहीं कर सकते हैं।रिसीवर के संदर्भ में, तीन मुख्य पीसीबी डिज़ाइन लक्ष्य हैं: पहला, उन्हें छोटे सिग्नलों को सटीक रूप से पुनर्स्थापित करना होगा;दूसरा, उन्हें वांछित चैनल के बाहर हस्तक्षेप संकेतों को हटाने में सक्षम होना चाहिए;अंतिम बिंदु ट्रांसमीटर के समान है, उन्हें बहुत कम बिजली की खपत करनी चाहिए।
बड़े हस्तक्षेप संकेतों का आरएफ सर्किट सिमुलेशन
रिसीवर्स को छोटे सिग्नलों के प्रति संवेदनशील होना चाहिए, भले ही बड़े हस्तक्षेप करने वाले सिग्नल (अवरोधक) मौजूद हों।यह स्थिति तब उत्पन्न होती है जब निकटवर्ती चैनल में प्रसारित एक शक्तिशाली ट्रांसमीटर के साथ एक कमजोर या दूर के संचारित सिग्नल को प्राप्त करने का प्रयास किया जाता है।हस्तक्षेप करने वाला सिग्नल अपेक्षित सिग्नल से 60 से 70 डीबी बड़ा हो सकता है और बड़ी मात्रा में कवरेज के साथ रिसीवर के इनपुट चरण में सामान्य सिग्नल के रिसेप्शन को अवरुद्ध कर सकता है या रिसीवर में अत्यधिक मात्रा में शोर उत्पन्न कर सकता है। इनपुट चरण.ऊपर उल्लिखित वे दो समस्याएं तब उत्पन्न हो सकती हैं यदि रिसीवर, इनपुट चरण में, हस्तक्षेप के स्रोत द्वारा गैर-रैखिकता के क्षेत्र में संचालित हो।इन समस्याओं से बचने के लिए, रिसीवर का अगला सिरा बहुत रैखिक होना चाहिए।
इसलिए, रिसीवर पीसीबी को डिजाइन करते समय "रैखिकता" भी एक महत्वपूर्ण विचार है।चूंकि रिसीवर एक नैरो-बैंड सर्किट है, इसलिए गैर-रैखिकता आंकड़ों के लिए "इंटरमोड्यूलेशन विरूपण (इंटरमोड्यूलेशन विरूपण)" को मापने के लिए है।इसमें इनपुट सिग्नल को चलाने के लिए केंद्र बैंड (बैंड में) में स्थित समान आवृत्ति की दो साइन या कोसाइन तरंगों का उपयोग करना और फिर इसके इंटरमॉड्यूलेशन विरूपण के उत्पाद को मापना शामिल है।कुल मिलाकर, SPICE एक समय लेने वाला और महंगा सिमुलेशन सॉफ्टवेयर है क्योंकि विरूपण को समझने के लिए वांछित आवृत्ति रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने से पहले इसे कई चक्र निष्पादित करने होंगे।
छोटे वांछित सिग्नल का आरएफ सर्किट सिमुलेशन
छोटे इनपुट सिग्नलों का पता लगाने के लिए रिसीवर को बहुत संवेदनशील होना चाहिए।सामान्य तौर पर, रिसीवर की इनपुट शक्ति 1 μV जितनी छोटी हो सकती है।रिसीवर की संवेदनशीलता उसके इनपुट सर्किट द्वारा उत्पन्न शोर से सीमित होती है।इसलिए, पीसीबी के लिए रिसीवर डिजाइन करते समय शोर एक महत्वपूर्ण विचार है।इसके अलावा, सिमुलेशन टूल के साथ शोर की भविष्यवाणी करने की क्षमता होना आवश्यक है।चित्र 1 एक विशिष्ट सुपरहेटरोडाइन (सुपरहेटरोडाइन) रिसीवर है।प्राप्त सिग्नल को पहले फ़िल्टर किया जाता है और फिर इनपुट सिग्नल को कम शोर वाले एम्पलीफायर (एलएनए) के साथ बढ़ाया जाता है।इस सिग्नल को मध्यवर्ती आवृत्ति (आईएफ) में परिवर्तित करने के लिए पहले स्थानीय थरथरानवाला (एलओ) का उपयोग इस सिग्नल के साथ मिश्रण करने के लिए किया जाता है।फ्रंट-एंड (फ्रंट-एंड) सर्किट शोर प्रभावशीलता मुख्य रूप से एलएनए, मिक्सर (मिक्सर) और एलओ पर निर्भर करती है।यद्यपि पारंपरिक स्पाइस शोर विश्लेषण का उपयोग, आप एलएनए शोर की तलाश कर सकते हैं, लेकिन मिक्सर और एलओ के लिए, यह बेकार है, क्योंकि इन ब्लॉकों में शोर, एक बहुत बड़ा एलओ सिग्नल गंभीर रूप से प्रभावित होगा।
छोटे इनपुट सिग्नल के लिए रिसीवर को अत्यधिक प्रवर्धित करने की आवश्यकता होती है, आमतौर पर 120 डीबी तक के लाभ की आवश्यकता होती है।इतने अधिक लाभ पर, आउटपुट (जोड़े) से वापस इनपुट में जुड़ा कोई भी सिग्नल समस्याएँ पैदा कर सकता है।सुपर आउटलेयर रिसीवर आर्किटेक्चर का उपयोग करने का महत्वपूर्ण कारण यह है कि यह युग्मन की संभावना को कम करने के लिए लाभ को कई आवृत्तियों पर वितरित करने की अनुमति देता है।यह पहली एलओ आवृत्ति को इनपुट सिग्नल आवृत्ति से अलग बनाता है, जो छोटे इनपुट सिग्नल के लिए बड़े हस्तक्षेप सिग्नल "प्रदूषण" को रोक सकता है।
विभिन्न कारणों से, कुछ वायरलेस संचार प्रणालियों में, प्रत्यक्ष रूपांतरण (प्रत्यक्ष रूपांतरण) या आंतरिक अंतर (होमोडाइन) आर्किटेक्चर अल्ट्रा-आउटर डिफरेंशियल आर्किटेक्चर को प्रतिस्थापित कर सकता है।इस आर्किटेक्चर में, आरएफ इनपुट सिग्नल को एक चरण में सीधे मौलिक आवृत्ति में परिवर्तित किया जाता है, ताकि अधिकांश लाभ मौलिक आवृत्ति में हो और एलओ इनपुट सिग्नल के समान आवृत्ति पर हो।इस मामले में, युग्मन की थोड़ी मात्रा के प्रभाव को समझा जाना चाहिए और "आवारा सिग्नल पथ" का एक विस्तृत मॉडल स्थापित किया जाना चाहिए, जैसे: सब्सट्रेट के माध्यम से युग्मन, पैकेज पदचिह्न और सोल्डर लाइन (बॉन्डवायर) के बीच युग्मन , और पावर लाइन कपलिंग के माध्यम से कपलिंग।
आसन्न चैनल हस्तक्षेप का आरएफ सर्किट सिमुलेशन
ट्रांसमीटर में विरूपण भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।आउटपुट सर्किट में ट्रांसमीटर द्वारा उत्पन्न गैर-रैखिकता, प्रेषित सिग्नल की आवृत्ति चौड़ाई को आसन्न चैनलों में फैलाने का कारण बन सकती है।इस घटना को "वर्णक्रमीय पुनर्विकास" कहा जाता है।सिग्नल ट्रांसमीटर के पावर एम्पलीफायर (पीए) तक पहुंचने से पहले, इसकी बैंडविड्थ सीमित है;हालाँकि, पीए में "इंटरमोड्यूलेशन विरूपण" के कारण बैंडविड्थ फिर से बढ़ जाता है।यदि बैंडविड्थ बहुत अधिक बढ़ जाती है, तो ट्रांसमीटर अपने पड़ोसी चैनलों की बिजली आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम नहीं होगा।डिजिटल मॉड्यूलेशन सिग्नल संचारित करते समय, SPICE के साथ स्पेक्ट्रम के पुन: विकास की भविष्यवाणी करना व्यावहारिक रूप से असंभव है।क्योंकि एक प्रतिनिधि स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए ट्रांसमिशन ऑपरेशन के लगभग 1000 डिजिटल प्रतीकों (प्रतीकों) को सिम्युलेटेड किया जाना चाहिए, और उच्च आवृत्ति वाहक को संयोजित करने की भी आवश्यकता है, इससे SPICE क्षणिक विश्लेषण अव्यावहारिक हो जाएगा।
पोस्ट समय: मार्च-31-2022