ရေဒီယိုကြိမ်နှုန်းပတ်လမ်းများ၏ အင်္ဂါရပ်(၄)ခု

ဤဆောင်းပါးတွင် RF ဆားကစ်များ၏ အခြေခံဝိသေသလက္ခဏာ 4 ခုကို ရှုထောင့်လေးခုမှရှင်းပြသည်- RF အင်တာဖေ့စ်၊ သေးငယ်သောမျှော်လင့်ထားသည့်အချက်ပြမှု၊ ကြီးမားသောဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုအချက်ပြမှုနှင့် ကပ်လျက်ချန်နယ်များမှဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုများနှင့် PCB ဒီဇိုင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် အထူးအာရုံစိုက်ရန်လိုအပ်သည့် အရေးကြီးသောအချက်များကို ဤဆောင်းပါးတွင် ရှင်းပြထားသည်။

RF ၏အင်တာဖေ့စ်၏ RF circuit အသွင်တူခြင်း

သဘောတရားတွင် ကြိုးမဲ့ထုတ်လွှင့်သူနှင့် လက်ခံသူအား အခြေခံ ကြိမ်နှုန်းနှင့် ရေဒီယိုကြိမ်နှုန်း၏ အပိုင်းနှစ်ပိုင်း ခွဲခြားနိုင်သည်။အခြေခံကြိမ်နှုန်းတွင် transmitter ၏ input signal ၏ frequency range နှင့် receiver ၏ output signal ၏ frequency range ပါဝင်ပါသည်။အခြေခံကြိမ်နှုန်း၏ bandwidth သည် စနစ်အတွင်း ဒေတာစီးဆင်းနိုင်သည့် အခြေခံနှုန်းကို ဆုံးဖြတ်သည်။အခြေခံ ကြိမ်နှုန်းကို ဒေတာစီးဆင်းမှု၏ ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို မြှင့်တင်ရန်နှင့် ပေးထားသော ဒေတာနှုန်းဖြင့် transmitter မှ transmitter မှ ချမှတ်သော ဝန်ကို လျှော့ချရန်အတွက် အသုံးပြုပါသည်။ထို့ကြောင့်၊ အခြေခံကြိမ်နှုန်းပတ်လမ်း၏ PCB ဒီဇိုင်းသည် signal processing engineering ၏ကျယ်ပြန့်သောအသိပညာလိုအပ်သည်။transmitter ၏ RF circuitry သည် စီမံဆောင်ရွက်ထားသော အခြေခံ ကြိမ်နှုန်းအချက်ပြလှိုင်းကို သတ်မှတ်ထားသော ချန်နယ်တစ်ခုသို့ ပြောင်းလဲပြီး ဤအချက်ပြမှုကို ထုတ်လွှင့်မှုကြားခံထဲသို့ ထိုးသွင်းသည်။အပြန်အလှန်အားဖြင့်၊ လက်ခံသူ၏ RF circuitry သည် transmission media မှ signal ကိုရယူပြီး ၎င်းကို အခြေခံကြိမ်နှုန်းအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပြီး အရွယ်အစားကို လျှော့ချသည်။

Transmitter များတွင် အဓိက PCB ဒီဇိုင်းပန်းတိုင် နှစ်ခုရှိသည်- ပထမအချက်မှာ ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော ပါဝါအနည်းဆုံးပမာဏကို စားသုံးနေချိန်တွင် တိကျသော ပါဝါပမာဏတစ်ခုကို ပေးပို့ရမည်ဖြစ်သည်။ဒုတိယအချက်မှာ ကပ်လျက်ချန်နယ်များရှိ transceiver ၏ ပုံမှန်လည်ပတ်မှုကို အနှောင့်အယှက်မပြုနိုင်ခြင်းဖြစ်သည်။လက်ခံသူ၏စည်းကမ်းချက်များ၌၊ အဓိက PCB ဒီဇိုင်းပန်းတိုင်သုံးခုရှိသည်- ပထမအချက်အနေဖြင့် ၎င်းတို့သည် သေးငယ်သောအချက်ပြမှုများကို တိကျစွာပြန်လည်ရယူရပါမည်။ဒုတိယ၊ ၎င်းတို့သည် အလိုရှိသော ချန်နယ်အပြင်ဘက်တွင် အနှောင့်အယှက်အချက်ပြမှုများကို ဖယ်ရှားနိုင်ရမည်။နောက်ဆုံးအချက်မှာ transmitter နှင့် အတူတူပင်ဖြစ်ပြီး ပါဝါအနည်းငယ်သာ စားသုံးရပါမည်။

ကြီးမားသောဝင်ရောက်စွက်ဖက်သောအချက်ပြမှုများ၏ RF circuit အသွင်တူခြင်း။

ကြီးမားသော ဝင်ရောက်စွက်ဖက်သည့် အချက်ပြမှုများ (ပိတ်ဆို့သူများ) ရှိနေသည့်တိုင် လက်ခံသူသည် သေးငယ်သော အချက်ပြမှုများကို သတိထားရပါမည်။အနီးနားရှိ ချန်နယ်တွင် အားကောင်းသော အသံလွှင့်ကိရိယာဖြင့် ထုတ်လွှင့်နေသော အားနည်းသော သို့မဟုတ် အဝေးမှ ထုတ်လွှင့်သည့် အချက်ပြမှုကို လက်ခံရယူရန် ကြိုးပမ်းသည့်အခါ ဤအခြေအနေ ဖြစ်ပေါ်လာပါသည်။နှောင့်ယှက်သည့်အချက်ပြမှုသည် မျှော်လင့်ထားသည့်အချက်များထက် 60 မှ 70 dB ကြီးမားနိုင်ပြီး လက်ခံသူ၏ input အဆင့်တွင် ပုံမှန် signal ၏လက်ခံမှုကို များပြားစွာလွှမ်းခြုံနိုင်သောပမာဏဖြင့် သို့မဟုတ် လက်ခံသူသည် ဧရိယာအတွင်း ဆူညံသံအလွန်အကျွံထုတ်လွှတ်မှုကို တားဆီးနိုင်သည်။ ထည့်သွင်းမှုအဆင့်။အထက်ဖော်ပြပါ ပြဿနာနှစ်ခုသည် လက်ခံသူအား အဝင်အထွက်အဆင့်တွင် ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှု၏ရင်းမြစ်ဖြင့် လိုင်းမဟုတ်သောဒေသသို့ မောင်းနှင်သွားပါက ဖြစ်ပေါ်လာနိုင်သည်။ဤပြဿနာများကိုရှောင်ရှားရန်၊ လက်ခံသူ၏ရှေ့ဆုံးသည် အလွန်မျဉ်းဖြောင့်ဖြစ်ရပါမည်။

ထို့ကြောင့်၊ လက်ခံသူ PCB ကိုဒီဇိုင်းထုတ်ရာတွင် "linearity" သည်လည်းအရေးကြီးသောထည့်သွင်းစဉ်းစားမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။လက်ခံသူသည် ကွင်းကျဉ်းပတ်လမ်းဖြစ်သောကြောင့်၊ ထို့ကြောင့် မျဉ်းဖြောင့်မဟုတ်သည့်အရာသည် ကိန်းဂဏန်းများဆီသို့ "intermodulation distortion (intermodulation distortion)" ကို တိုင်းတာခြင်းဖြစ်သည်။၎င်းတွင် ဆင်တူကြိမ်နှုန်းရှိသော sine သို့မဟုတ် cosine လှိုင်းနှစ်ခုကို အသုံးပြုပြီး input signal ကိုမောင်းနှင်ရန်အတွက် အလယ်တန်းတီးဝိုင်း (Band) တွင်တည်ရှိပြီး၊ ထို့နောက် ၎င်း၏ intermodulation ပုံပျက်ခြင်း၏ထုတ်ကုန်ကို တိုင်းတာခြင်းပါဝင်သည်။ယေဘုယျအားဖြင့်၊ SPICE သည် ပုံပျက်ခြင်းကိုနားလည်ရန် လိုချင်သောကြိမ်နှုန်းပြတ်သားမှုကိုမရရှိနိုင်မီ စက်ဝိုင်းများစွာကိုလုပ်ဆောင်ရသောကြောင့် ၎င်းသည် အချိန်ကုန်ပြီး ငွေကုန်ကြေးကျများသော simulation software တစ်ခုဖြစ်သည်။

လိုချင်သောအချက်ပြမှုအသေးစား၏ RF circuit သရုပ်ဖော်ခြင်း။

သေးငယ်သော input အချက်ပြမှုများကို သိရှိရန် လက်ခံသူသည် အလွန်အထိခိုက်မခံရပါမည်။ယေဘုယျအားဖြင့် လက်ခံသူ၏ input power သည် 1 μV အထိ သေးငယ်နိုင်သည်။လက်ခံသူ၏ sensitivity ကို ၎င်း၏ input circuit မှထုတ်ပေးသော ဆူညံသံများဖြင့် ကန့်သတ်ထားသည်။ထို့ကြောင့် PCB အတွက် လက်ခံကိရိယာကို ဒီဇိုင်းဆွဲရာတွင် ဆူညံသံသည် အရေးကြီးသော ထည့်သွင်းစဉ်းစားမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ထို့အပြင်၊ Simulation Tools များဖြင့် ဆူညံသံများကို ကြိုတင်ခန့်မှန်းနိုင်စွမ်းရှိရန် လိုအပ်ပါသည်။ပုံ 1 သည် ပုံမှန် superheterodyne (superheterodyne) လက်ခံသူဖြစ်သည်။လက်ခံရရှိသောအချက်ပြမှုကို ပထမဦးစွာ စစ်ထုတ်ပြီးနောက် အဝင်အချက်ပြမှုကို ဆူညံသံနည်းသော အသံချဲ့စက် (LNA) ဖြင့် ချဲ့ထားသည်။ထို့နောက် ဤအချက်ပြမှုကို အလယ်အလတ်ကြိမ်နှုန်း (IF) အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲရန် ပထမဆုံး local oscillator (LO) ကို ဤ signal နှင့် ရောနှောရန် အသုံးပြုပါသည်။Front-end (ရှေ့ဆုံး) ဆားကစ်ဆူညံသံထိရောက်မှုသည် LNA၊ ရောနှော (mixer) နှင့် LO ပေါ်တွင် အဓိကမူတည်သည်။သမားရိုးကျ SPICE ဆူညံသံခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို အသုံးပြုသော်လည်း LNA ဆူညံသံကို သင်ရှာဖွေနိုင်သော်လည်း mixer နှင့် LO အတွက် အသုံးမဝင်သောကြောင့် အဆိုပါတုံးများရှိ ဆူညံသံသည် အလွန်ကြီးမားသော LO အချက်ပြမှုကို ပြင်းထန်စွာ သက်ရောက်မှုရှိစေမည်ဖြစ်သည်။

သေးငယ်သော input signal သည် လက်ခံသူအား အလွန်ချဲ့ထွင်ရန် လိုအပ်ပြီး အများအားဖြင့် အမြတ် 120 dB အထိ လိုအပ်သည်။ဤမျှမြင့်မားသောအမြတ်တွင်၊ output (စုံတွဲများ) မှ input သို့ပြန်သွားသော signal သည် ပြဿနာများကိုဖန်တီးနိုင်သည်။super outlier receiver ဗိသုကာကို အသုံးပြုရခြင်း၏ အရေးကြီးသောအကြောင်းရင်းမှာ ၎င်းသည် coupling ဖြစ်နိုင်ချေကို လျှော့ချရန်အတွက် ကြိမ်နှုန်းများစွာတွင် အမြတ်ကို ဖြန့်ဝေနိုင်စေသောကြောင့်ဖြစ်သည်။၎င်းသည် ပထမ LO ကြိမ်နှုန်းသည် input signal frequency နှင့် ကွဲပြားစေပြီး၊ သေးငယ်သော input signal သို့ ကြီးမားသော အနှောင့်အယှက်အချက်ပြမှု “ညစ်ညမ်းမှု” ကို တားဆီးနိုင်သည်။

အမျိုးမျိုးသောအကြောင်းများကြောင့်၊ အချို့သောကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များတွင် တိုက်ရိုက်ပြောင်းလဲခြင်း (တိုက်ရိုက်ကူးပြောင်းခြင်း) သို့မဟုတ် အတွင်းပိုင်းကွဲပြားမှု (homodyne) ဗိသုကာပညာသည် အလွန်ပြင်ပကွဲပြားမှုဗိသုကာကို အစားထိုးနိုင်သည်။ဤတည်ဆောက်ပုံတွင်၊ RF input signal သည် အဆင့်တစ်ဆင့်တွင် အခြေခံကြိမ်နှုန်းသို့ တိုက်ရိုက်ပြောင်းလဲသွားသည်၊ ထို့ကြောင့် အမြတ်အများစုသည် fundamental frequency တွင်ရှိပြီး LO သည် input signal နှင့် တူညီသော frequency တွင် ရှိနေပါသည်။ဤကိစ္စတွင်၊ ချိတ်ဆက်မှုပမာဏအနည်းငယ်၏အကျိုးသက်ရောက်မှုကိုနားလည်ရမည်ဖြစ်ပြီး၊ ဥပမာ- "stray signal path" ၏အသေးစိတ်ပုံစံကိုတည်ဆောက်ရပါမည်၊ ဥပမာ- အောက်ခံလွှာမှတဆင့်ချိတ်ဆက်ခြင်း၊ အထုပ်ခြေရာနှင့်ဂဟေလိုင်း (ချည်ကြိုး) အကြားချိတ်ဆက်ခြင်း။ , နှင့်ဓာတ်အားလိုင်းမှတဆင့် coupling ။

ကပ်လျက်ချန်နယ်ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှု၏ RF Circuit သရုပ်သကန်

ပုံပျက်ခြင်းမှာလည်း transmitter တွင် အရေးကြီးသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။အထွက်ပတ်လမ်းရှိ transmitter မှထုတ်ပေးသော linearity သည် nonlinearity သည် transmission signal ၏ frequency width ကို ကပ်လျက်ချန်နယ်များတစ်လျှောက် ပျံ့နှံ့သွားစေနိုင်သည်။ဤဖြစ်စဉ်ကို "spectral regrowth" ဟုခေါ်သည်။signal သည် transmitter ၏ power amplifier (PA) သို့မရောက်ရှိမီ၊ ၎င်း၏ bandwidth ကို ကန့်သတ်ထားပါသည်။သို့သော်၊ PA ရှိ "intermodulation distortion" သည် bandwidth ကိုထပ်မံတိုးစေသည်။bandwidth များလွန်းပါက၊ transmitter သည် ၎င်း၏အိမ်နီးနားချင်းချန်နယ်များ၏ ပါဝါလိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်မည်မဟုတ်ပေ။ဒစ်ဂျစ်တယ် မော်ဂျူလာ အချက်ပြကို ထုတ်လွှင့်သည့်အခါ SPICE ဖြင့် ရောင်စဉ်၏ ပြန်လည်ကြီးထွားမှုကို ခန့်မှန်းရန် လက်တွေ့တွင် မဖြစ်နိုင်ပေ။ကိုယ်စားပြုရောင်စဉ်တစ်ခုရရှိရန် ထုတ်လွှင့်ခြင်းလုပ်ငန်း၏ ဒစ်ဂျစ်တယ်သင်္ကေတ (သင်္ကေတ) 1000 ခန့်ကို အတုယူရမည်ဖြစ်ပြီး၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားသော ဝန်ဆောင်မှုပေးသူကို ပေါင်းစပ်ရန် လိုအပ်သောကြောင့်၊ ၎င်းတို့သည် SPICE ၏ ယာယီခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို လက်တွေ့မကျဖြစ်လာစေသည်။