射频电源应该怎么接地?
在Vcc星型拓扑的主节点处最好放置一个大容量的电容器,如2.2μF。该电容具有较低的SRF,关于消除低频噪声、树立安稳的直流电压很有用。IC的每个电源引脚需求一个低容量的电容器(如10nF),用来滤除或许耦合到电源线上的高频噪声。关于那些为噪声灵敏电路供电的电源引脚,或许需求外接两个旁路电容。例如:用一个10pF电容与一个10nF电容并联供给旁路,能够供给更宽频率规模的去耦,尽量消除噪声对电源电压的影响。每个电源引脚都需求仔细查验,以确认需求多大的去耦电容以及实践电路在哪些频点简单遭到噪声的搅扰。
杰出的电源去耦技能与谨慎的PCB布局、Vcc引线(星型拓扑)相结合,能够为任何RF体系规划奠定安定的根底。虽然实践规划中还会存在下降体系功用目标的其它要素,可是,具有一个“无噪声”的电源是优化体系功用的根本要素。
图3:过孔的电特性模型。
接地和过孔规划
地层的布局和引线相同是WLAN电路板规划的要害,它们会直接影响到电路板的寄生参数,存在下降体系功用的危险。RF电路规划中没有仅有的接地计划,规划中能够经过几个途径到达满意的功用目标。能够将地平面或引线分为模仿信号地和数字信号地,还能够阻隔大电流或功耗较大的电路。依据以往WLAN评价板的规划经历,在四层板中运用独自的接地层能够取得较好的成果。凭仗这些经历性的办法,用地层将RF部分与其它电路阻隔开,能够防止信号间的穿插搅扰。如上所述,电路板的第二层一般作为地平面,第一层用于放置元件和RF引线。
接地层确认后,将一切的信号地以最短的途径衔接到地层十分要害,一般用过孔将顶层的地线衔接到地层,需求留意的是,过孔呈现为理性。图3所示为过孔准确的电气特性模型,其间Lvia为过孔电感,Cvia为过孔PCB焊盘的寄生电容。假如选用这儿所评论的地线布局技能,能够疏忽寄生电容。一个1.6mm深、孔径为0.2mm的过孔具有大约0.75nH的电感,在2.5GHz/5.0GHz WLAN波段的等效电抗大约为12Ω/24Ω。因而,一个接地过孔并不能够为RF信号供给真实的接地,关于高品质的电路板规划,应该在RF电路部分供给尽或许多的接地过孔,特别是关于通用的IC封装中的暴露接地焊盘。不良的接地还会在接纳前端或功率放大器部分发生有害的辐射,下降增益和噪声系数目标。还需留意的是,接地焊盘的不良焊接会引发相同的问题。除此之外,功率放大器的功耗也需求多个衔接地层的过孔。
图4. 以MAX2827参阅规划板为例的PLL滤波器元件布局。
滤除其它级电路的噪声、按捺本地发生的噪声,然后消除级与级之间经过电源线的穿插搅扰,这是Vcc去耦带来的优点。假如去耦电容运用了同一接地过孔,因为过孔与地之间的电感效应,这些衔接点的过孔将会承载来自两个电源的悉数RF搅扰,不只丧失了去耦电容的功用,并且还为体系中的级间噪声耦合供给了别的一条通路。
在本文的后边部分将会看到,PLL的完成在体系规划中总是面对巨大应战,要想取得满意的杂散特性有必要有杰出的地线布局。现在,%&&&&&%规划中将一切的PLL和VCO都集成到了芯片内部,大多数PLL都使用数字电流电荷泵输出经过一个环路滤波器操控VCO。一般,需求用二阶或三阶的RC环路滤波器滤除电荷泵的数字脉冲电流,得到模仿操控电压。接近电荷泵输出的两个电容有必要直接与电荷泵电路的地衔接。这样,能够阻隔地回路的脉冲电流通路,尽量减小LO中相应的杂散频率。第三个%&&&&&%(关于三阶滤波器)应该直接与VCO的地层衔接,以防止操控电压随数字电流起浮。假如违反这些准则,将会导致相当大的杂散成分。
数字射频存储技能是什么?
数字射频存储器(DRFM)是现代电子对抗体系中有源雷达搅扰机的首要组成部分,用于将接纳到的雷达信号准确地仿制后再回来该雷达体系,以此来混杂该体系。正是使用DRFM的准确仿制雷达信号的特色,DRFM技能现已广泛使用于各种雷达回波信号发生器、雷达综合测试仪和各类通用信号源的研发。为了更好地保真仿制各类信号,为研讨数字射频存储器供给牢靠的仿真理论依据是本文的首要研讨内容。
1 根本原理
数字射频存储(DRFM)的根本作业原理:首要将输入射频信号下变频为中频信号,经A/D改换后成为数字信号,写入高速存储器中。当需求重发这一信号时,在操控器操控下读出此数字信号并由D/A改换为模仿信号。然后用同一本振奋上变频,得到射频输出信号,完结对输人信号的存储转发。
首要对量化进程进行剖析,现假定基带输入信号为一个正弦信号gi(t)=Esinωit,量化位数为N,经过量化后的信号可用阶梯波y(t)表明,y(t)能够被认为是N对矩形波的叠加。假如A/D改换的量化位数为m,那么正或负半周的量化台阶数为N=2m-1。
阶梯波的表达式为:
E2n+1便是量化发生的谐波重量起伏,可由该式核算各阶谐波的功率。
在采样的进程中,为简洁起见,以一位量化信号作为输入,则输入信号为:
式中:E,ωi别离为输入信号的起伏和角频率。设采样脉冲信号为fs(t),采样后的信号为fo(t),则采样进程在时域上的数学表明式为fo(t)=fi(t)fs(t),在DRFM中选用等距离均匀采样,采样周期为Ts,采样时钟频率ωs=2πfs。在实践电路中,采样是在采样脉冲上升的瞬间完结的。因而采样脉冲的宽度能够当作一个窄脉宽,用τs。来表明。采样脉冲的傅里叶级数为:
式中:Es,τs,Ts和ωs别离为采样信号的起伏、脉宽、周期和角频率。则:
在式(6)中,第一项是基带的谐波信号,是由量化所发生的频谱成分,只要在基带滤波器内,谐波将成为寄生信号,一切nωi》ωs/2的项将被滤除(n取奇数);第二项则彻底在滤波器外,不必考虑;第三项是交调信号,满意(mωs-nωi)《ωs/2的一切成分,将成为交调寄生信号,它们是信号谐波与时钟谐波的穿插调制引起的。若以D表明脉冲信号占空比,且疏忽第二项,则式(6)变为:
式(8),式(9)即为核算1 b量化DRFM的高次谐波和交调信号起伏的办法。
2 仿真模型
经过树立数学模型,使用当时功用强大的Matlab中Simulink工具箱能够很好地完成该体系的仿真。采样与量化进程的仿真建模如图1所示。
信号发生部分选用Signal Generator模块发生正弦波;噪声源选用Gaussian Noise Generator,Zero-Order Hold模块完成采样功用。Compare To Zero模块完成单比特量化,Uniform. Encoder模块完成多比特量化。各路信号别离经Data Type Conversion转换为适宜的数据格式,送入Spectrum Scope显现频谱。该模型一起显现四路信号经处理后的频谱,四路信号由同一信号源发生,以使得成果更具可比较性。为了尽量模仿实践环境,加入了均值为0、方差为0.01的高斯噪声。
3 仿真剖析
(1)输入信号频率fi=10 MHz,经理论剖析核算得到表1。
对模型进行仿真得到成果如图2所示((a)~(d)别离对应于仿真模型的四个支路)。
(2)输入信号频率fi=20 MHz。经理论剖析核算得到表2;对模型进行仿真结得到成果如图3所示((a)~(d)别离对应于仿真模型的四个支路)。
由理论图表及仿真图形可知,该组仿真计划没有谐波发生,频谱图中仅有45 MHz处的基波和15 MHz,75 MHz处的交调,这一现象是因为信号频率过高,以致于谐波频率过高而被基带滤波器除掉。虽然没有谐波发生,可是交调的功率很大,对体系的高功用作业相同是一个不利要素。
4 结 语
综上所述,依据采样与量化进程仿真剖析能够得出:
(1)采样和量化使信号频谱发生变化,呈现了新的频率重量——谐波和交调,下降了DRFM的有用发射功率,使得体系的作业能力变差。
(2)噪声污染会使频谱变得愈加杂乱,关于一个体系,输出信噪比取决于输入信噪比和体系内部信噪比,因而噪声的存在必将下降DRFM的信噪比。
(3)总的来讲,谐波重量随频率添加下降,而交调重量随频率添加升高,也便是说高次谐波起伏较低次的小,而高次交调起伏较低次的大。
(4)当信号频率和采样率一守时,进步采样率或添加量化位数都能够起到按捺寄生信号的效果。详细来讲,进步采样率对交调有很好的按捺效果,而对谐波效果不明显;添加量化位数对交谐和谐波都有很好按捺效果。