આ લેખ RF સર્કિટની 4 મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓને ચાર પાસાઓથી સમજાવે છે: RF ઇન્ટરફેસ, નાના અપેક્ષિત સિગ્નલ, મોટા હસ્તક્ષેપ સિગ્નલ અને અડીને આવેલી ચેનલોમાંથી હસ્તક્ષેપ, અને PCB ડિઝાઇન પ્રક્રિયામાં વિશેષ ધ્યાન આપવાની જરૂર હોય તેવા મહત્વપૂર્ણ પરિબળો આપે છે.
આરએફના ઇન્ટરફેસનું આરએફ સર્કિટ સિમ્યુલેશન
કોન્સેપ્ટમાં વાયરલેસ ટ્રાન્સમીટર અને રીસીવરને મૂળભૂત આવર્તન અને રેડિયો આવર્તનના બે ભાગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.મૂળભૂત આવર્તનમાં ટ્રાન્સમીટરના ઇનપુટ સિગ્નલની આવર્તન શ્રેણી અને રીસીવરના આઉટપુટ સિગ્નલની આવર્તન શ્રેણી શામેલ છે.મૂળભૂત આવર્તનની બેન્ડવિડ્થ એ મૂળભૂત દર નક્કી કરે છે કે જેના પર સિસ્ટમમાં ડેટાનો પ્રવાહ થઈ શકે છે.મૂળભૂત આવર્તનનો ઉપયોગ ડેટા પ્રવાહની વિશ્વસનીયતા સુધારવા અને આપેલ ડેટા દરે ટ્રાન્સમિશન માધ્યમ પર ટ્રાન્સમીટર દ્વારા લાદવામાં આવેલા ભારને ઘટાડવા માટે થાય છે.તેથી, મૂળભૂત આવર્તન સર્કિટની PCB ડિઝાઇન માટે સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ એન્જિનિયરિંગના વ્યાપક જ્ઞાનની જરૂર છે.ટ્રાન્સમીટરની RF સર્કિટરી પ્રોસેસ્ડ ફંડામેન્ટલ ફ્રીક્વન્સી સિગ્નલને ચોક્કસ ચેનલમાં કન્વર્ટ કરે છે અને અપસ્કેલ કરે છે અને આ સિગ્નલને ટ્રાન્સમિશન માધ્યમમાં દાખલ કરે છે.તેનાથી વિપરિત, રીસીવરની RF સર્કિટરી ટ્રાન્સમિશન મીડિયામાંથી સિગ્નલ મેળવે છે અને તેને મૂળભૂત આવર્તનમાં ફેરવે છે અને ડાઉનસ્કેલ કરે છે.
ટ્રાન્સમિટર્સ પાસે બે મુખ્ય PCB ડિઝાઇન ધ્યેયો છે: પહેલું એ છે કે શક્ય તેટલી ઓછી માત્રામાં પાવરનો વપરાશ કરતી વખતે તેમણે ચોક્કસ માત્રામાં પાવર ટ્રાન્સમિટ કરવો જોઈએ.બીજું એ છે કે તેઓ અડીને આવેલી ચેનલોમાં ટ્રાન્સસીવરની સામાન્ય કામગીરીમાં દખલ કરી શકતા નથી.રીસીવરની દ્રષ્ટિએ, ત્રણ મુખ્ય PCB ડિઝાઇન ધ્યેયો છે: પ્રથમ, તેઓએ નાના સંકેતોને ચોક્કસ રીતે પુનઃસ્થાપિત કરવું આવશ્યક છે;બીજું, તેઓ ઇચ્છિત ચેનલની બહાર હસ્તક્ષેપ સંકેતોને દૂર કરવામાં સક્ષમ હોવા જોઈએ;છેલ્લો બિંદુ ટ્રાન્સમીટર જેટલો જ છે, તેઓએ ખૂબ ઓછી શક્તિનો વપરાશ કરવો જોઈએ.
મોટા દખલકારી સંકેતોનું આરએફ સર્કિટ સિમ્યુલેશન
રીસીવર્સ નાના સિગ્નલો પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોવા જોઈએ, ભલે મોટા દખલ કરતા સિગ્નલો (બ્લોકર્સ) હાજર હોય.નજીકની ચેનલમાં શક્તિશાળી ટ્રાન્સમીટર બ્રોડકાસ્ટિંગ સાથે નબળા અથવા દૂરના ટ્રાન્સમિટ સિગ્નલ પ્રાપ્ત કરવાનો પ્રયાસ કરતી વખતે આ પરિસ્થિતિ ઊભી થાય છે.હસ્તક્ષેપ કરનાર સિગ્નલ અપેક્ષિત સિગ્નલ કરતા 60 થી 70 ડીબી મોટો હોઈ શકે છે અને મોટા પ્રમાણમાં કવરેજ સાથે અથવા રીસીવરને વધુ પડતો અવાજ ઉત્પન્ન કરવા માટે રીસીવરના ઇનપુટ તબક્કામાં સામાન્ય સિગ્નલના સ્વાગતને અવરોધિત કરી શકે છે. ઇનપુટ તબક્કો.જો ઇનપુટ તબક્કામાં રીસીવરને દખલગીરીના સ્ત્રોત દ્વારા બિનરેખીયતાના પ્રદેશમાં લઈ જવામાં આવે તો ઉપર જણાવેલ બે સમસ્યાઓ આવી શકે છે.આ સમસ્યાઓ ટાળવા માટે, રીસીવરનો આગળનો છેડો ખૂબ રેખીય હોવો જોઈએ.
તેથી, રીસીવર PCB ને ડિઝાઇન કરતી વખતે "રેખીયતા" એ પણ એક મહત્વપૂર્ણ વિચારણા છે.જેમ કે રીસીવર સાંકડી બેન્ડ સર્કિટ છે, તેથી બિનરેખીયતા એ આંકડાઓ માટે "ઇન્ટરમોડ્યુલેશન વિકૃતિ (ઇન્ટરમોડ્યુલેશન વિકૃતિ)" ને માપવા માટે છે.આમાં ઇનપુટ સિગ્નલ ચલાવવા માટે સમાન ફ્રિકવન્સીના બે સાઈન અથવા કોસાઈન તરંગોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને મધ્ય બેન્ડમાં (બેન્ડમાં) સ્થિત હોય છે, અને પછી તેના ઇન્ટરમોડ્યુલેશન વિકૃતિના ઉત્પાદનને માપવામાં આવે છે.મોટા પ્રમાણમાં, SPICE એ સમય માંગી લેતું અને ખર્ચાળ સિમ્યુલેશન સોફ્ટવેર છે કારણ કે વિકૃતિને સમજવા માટે તે ઇચ્છિત ફ્રિક્વન્સી રિઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરી શકે તે પહેલાં તેણે ઘણા ચક્રો કરવા જોઈએ.
નાના ઇચ્છિત સિગ્નલનું આરએફ સર્કિટ સિમ્યુલેશન
નાના ઇનપુટ સિગ્નલો શોધવા માટે રીસીવર ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોવું જોઈએ.સામાન્ય રીતે, રીસીવરની ઇનપુટ શક્તિ 1 μV જેટલી નાની હોઈ શકે છે.રીસીવરની સંવેદનશીલતા તેના ઇનપુટ સર્કિટ દ્વારા પેદા થતા અવાજ દ્વારા મર્યાદિત છે.તેથી, PCB માટે રીસીવર ડિઝાઇન કરતી વખતે અવાજ એ એક મહત્વપૂર્ણ વિચારણા છે.વધુમાં, સિમ્યુલેશન ટૂલ્સ વડે અવાજની આગાહી કરવાની ક્ષમતા હોવી જરૂરી છે.આકૃતિ 1 એક લાક્ષણિક સુપરહીટેરોડાઇન (સુપરહેટેરોડાઇન) રીસીવર છે.પ્રાપ્ત સિગ્નલ પ્રથમ ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે અને પછી ઇનપુટ સિગ્નલને લો-નોઈઝ એમ્પ્લીફાયર (LNA) વડે વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે.આ સિગ્નલને મધ્યવર્તી આવર્તન (IF) માં કન્વર્ટ કરવા માટે પ્રથમ સ્થાનિક ઓસિલેટર (LO) નો ઉપયોગ પછી આ સિગ્નલ સાથે મિશ્રણ કરવા માટે થાય છે.ફ્રન્ટ-એન્ડ (ફ્રન્ટ-એન્ડ) સર્કિટ અવાજની અસરકારકતા મુખ્યત્વે LNA, મિક્સર (મિક્સર) અને LO પર આધારિત છે.જો કે પરંપરાગત SPICE અવાજ વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને, તમે LNA અવાજ માટે જોઈ શકો છો, પરંતુ મિક્સર અને LO માટે, તે નકામું છે, કારણ કે આ બ્લોક્સમાં ઘોંઘાટ, ખૂબ મોટા LO સિગ્નલને ગંભીર અસર કરશે.
નાના ઇનપુટ સિગ્નલ માટે રીસીવર અત્યંત એમ્પ્લીફાઇડ હોવું જરૂરી છે, સામાન્ય રીતે 120 ડીબી જેટલો ઉંચો ગેઇન જરૂરી છે.આટલા ઊંચા લાભ પર, આઉટપુટ (કપલ્સ) થી પાછા ઇનપુટ પર જોડવામાં આવેલ કોઈપણ સિગ્નલ સમસ્યાઓ ઊભી કરી શકે છે.સુપર આઉટલીયર રીસીવર આર્કિટેક્ચરનો ઉપયોગ કરવાનું મહત્વનું કારણ એ છે કે તે જોડાણની તક ઘટાડવા માટે ઘણી ફ્રીક્વન્સીઝ પર ગેઇનને વિતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.આનાથી પ્રથમ LO ફ્રિકવન્સી ઇનપુટ સિગ્નલ ફ્રીક્વન્સીથી અલગ છે, નાના ઇનપુટ સિગ્નલને મોટા હસ્તક્ષેપ સિગ્નલ "પ્રદૂષણ" ને અટકાવી શકે છે.
વિવિધ કારણોસર, કેટલીક વાયરલેસ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં, ડાયરેક્ટ કન્વર્ઝન (ડાયરેક્ટ કન્વર્ઝન) અથવા ઈન્ટરનલ ડિફરન્સિયલ (હોમોડીન) આર્કિટેક્ચર અલ્ટ્રા-આઉટર ડિફરન્સિયલ આર્કિટેક્ચરને બદલી શકે છે.આ આર્કિટેક્ચરમાં, RF ઇનપુટ સિગ્નલ સીધા જ એક પગલામાં મૂળભૂત આવર્તનમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જેથી મોટા ભાગનો લાભ મૂળભૂત આવર્તનમાં હોય છે અને LO ઇનપુટ સિગ્નલની સમાન આવર્તન પર હોય છે.આ કિસ્સામાં, કપલિંગની થોડી માત્રાની અસરને સમજવી આવશ્યક છે અને "સ્ટ્રે સિગ્નલ પાથ" નું વિગતવાર મોડેલ સ્થાપિત કરવું આવશ્યક છે, જેમ કે: સબસ્ટ્રેટ દ્વારા જોડાણ, પેકેજ ફૂટપ્રિન્ટ અને સોલ્ડર લાઇન (બોન્ડવાયર) વચ્ચે જોડાણ. , અને પાવર લાઇન કપ્લીંગ દ્વારા જોડાણ.
સંલગ્ન ચેનલ હસ્તક્ષેપનું આરએફ સર્કિટ સિમ્યુલેશન
ટ્રાન્સમીટરમાં વિકૃતિ પણ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.આઉટપુટ સર્કિટમાં ટ્રાન્સમિટર દ્વારા પેદા થતી બિનરેખીયતા સંલગ્ન ચેનલોમાં પ્રસારિત સિગ્નલની આવર્તન પહોળાઈનું કારણ બની શકે છે.આ ઘટનાને "સ્પેક્ટ્રલ રીગ્રોથ" કહેવામાં આવે છે.સિગ્નલ ટ્રાન્સમીટરના પાવર એમ્પ્લીફાયર (PA) સુધી પહોંચે તે પહેલાં, તેની બેન્ડવિડ્થ મર્યાદિત છે;જો કે, PA માં "ઇન્ટરમોડ્યુલેશન વિકૃતિ" બેન્ડવિડ્થને ફરીથી વધારવાનું કારણ બને છે.જો બેન્ડવિડ્થ ખૂબ વધી જાય, તો ટ્રાન્સમીટર તેની પડોશી ચેનલોની પાવર જરૂરિયાતો પૂરી કરી શકશે નહીં.ડિજિટલ મોડ્યુલેશન સિગ્નલ ટ્રાન્સમિટ કરતી વખતે, SPICE સાથે સ્પેક્ટ્રમની પુનઃ વૃદ્ધિની આગાહી કરવી વ્યવહારીક રીતે અશક્ય છે.કારણ કે ટ્રાન્સમિશન ઓપરેશનના લગભગ 1000 ડિજિટલ સિમ્બોલ (પ્રતિક) એક પ્રતિનિધિ સ્પેક્ટ્રમ મેળવવા માટે સિમ્યુલેટેડ હોવા જોઈએ, અને ઉચ્ચ આવર્તન વાહકને પણ જોડવાની જરૂર છે, આ SPICE ક્ષણિક વિશ્લેષણને અવ્યવહારુ બનાવશે.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-31-2022