本文從射頻界麵

、小的期望信號
、大的幹擾信號
、相鄰頻道的幹擾四個方麵解讀射頻電路四大基礎特性，並給出了在PCB設計過程中需要特別注意的重要因素。

射頻電路仿真之射頻的界麵

無(wu)線(xian)發(fa)射(she)器(qi)和(he)接(jie)收(shou)器(qi)在(zai)概(gai)念(nian)上(shang)，可(ke)分(fen)為(wei)基(ji)頻(pin)與(yu)射(she)頻(pin)兩(liang)個(ge)部(bu)份(fen)。基(ji)頻(pin)包(bao)含(han)發(fa)射(she)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)之(zhi)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)
，也(ye)包(bao)含(han)接(jie)收(shou)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)之(zhi)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)。基(ji)頻(pin)的(de)頻(pin)寬(kuan)決(jue)定(ding)了(le)數(shu)據(ju)在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)可(ke)流(liu)動(dong)的(de)基(ji)本(ben)速(su)率(lv)。基(ji)頻(pin)是(shi)用(yong)來(lai)改(gai)善(shan)數(shu)據(ju)流(liu)的(de)可(ke)靠(kao)度(du)，並(bing)在(zai)特(te)定(ding)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)率(lv)之(zhi)下(xia)，減(jian)少(shao)發(fa)射(she)器(qi)施(shi)加(jia)在(zai)傳(chuan)輸(shu)媒(mei)介(jie)(transmission medium)的負荷。因此，PCB設計基頻電路時

，需要大量的信號處理工程知識。發射器的射頻電路能將已處理過的基頻信號轉換、升頻至指定的頻道中，並將此信號注入至傳輸媒體中。相反的，接收器的射頻電路能自傳輸媒體中取得信號，並轉換、降頻成基頻。

發射器有兩個主要的PCB設計目標：第(di)一(yi)是(shi)它(ta)們(men)必(bi)須(xu)盡(jin)可(ke)能(neng)在(zai)消(xiao)耗(hao)最(zui)少(shao)功(gong)率(lv)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)
，發(fa)射(she)特(te)定(ding)的(de)功(gong)率(lv)。第(di)二(er)是(shi)它(ta)們(men)不(bu)能(neng)幹(gan)擾(rao)相(xiang)鄰(lin)頻(pin)道(dao)內(nei)的(de)收(shou)發(fa)機(ji)之(zhi)正(zheng)常(chang)運(yun)作(zuo)。就(jiu)接(jie)收(shou)器(qi)而(er)言(yan)，有(you)三(san)個(ge)主(zhu)要(yao)的(de)PCB設計目標：首先，它們必須準確地還原小信號
；第二，它們必須能去除期望頻道以外的幹擾信號；最後一點與發射器一樣，它們消耗的功率必須很小。

射頻電路仿真之大的幹擾信號

接收器必須對小的信號很靈敏
，即使有大的幹擾信號(阻擋物)cunzaishi。zhezhongqingkuangchuxianzaichangshijieshouyigeweiruohuoyuanjudefashexinhao，erqifujinyouqiangdadefasheqizaixianglinpindaozhongguangbo。ganraoxinhaokenengbiqidaixinhaoda60~70 dB，qiekeyizaijieshouqideshurujieduanyidaliangfugaidefangshi，huoshijieshouqizaishurujieduanchanshengguoduodezaoshengliang，laizuduanzhengchangxinhaodejieshou。ruguojieshouqizaishurujieduan，beiganraoyuanqushijinrufeixianxingdequyu
，shangshudenalianggewentijiuhuifasheng。weibimianzhexiewenti
，jieshouqideqianduanbixushifeichangxianxingde。

因此，“線性”也是PCB設計接收器時的一個重要考慮因素。由於接收器是窄頻電路
，所以非線性是以測量“交調失真(intermodulation distortion)”來統計的。這牽涉到利用兩個頻率相近

，並位於中心頻帶內(in band)的正弦波或餘弦波來驅動輸入信號
，然後再測量其交互調變的乘積。大體而言
，SPICE是一種耗時耗成本的仿真軟件，因為它必須執行許多次的循環運算以後，才能得到所需要的頻率分辨率
，以了解失真的情形。

射頻電路仿真之小的期望信號

接收器必須很靈敏地偵測到小的輸入信號。一般而言，接收器的輸入功率可以小到1 μV。接收器的靈敏度被它的輸入電路所產生的噪聲所限製。因此
，噪聲是PCB設計接收器時的一個重要考慮因素。而且，具備以仿真工具來預測噪聲的能力是不可或缺的。附圖一是一個典型的超外差(superheterodyne)接收器。接收到的信號先經過濾波，再以低噪聲放大器(LNA)將輸入信號放大。然後利用第一個本地振蕩器(LO)與此信號混合，以使此信號轉換成中頻(IF)。前端(front-end)電路的噪聲效能主要取決於LNA

、混合器(mixer)和LO。雖然使用傳統的SPICE噪聲分析，可以尋找到LNA的噪聲
，但對於混合器和LO而言，它卻是無用的，因為在這些區塊中的噪聲，會被很大的LO信號嚴重地影響。

小的輸入信號要求接收器必須具有極大的放大功能，通常需要120 dB這麼高的增益。在這麼高的增益下，任何自輸出端耦合(couple)回hui到dao輸shu入ru端duan的de信xin號hao都dou可ke能neng產chan生sheng問wen題ti。使shi用yong超chao外wai差cha接jie收shou器qi架jia構gou的de重zhong要yao原yuan因yin是shi，它ta可ke以yi將jiang增zeng益yi分fen布bu在zai數shu個ge頻pin率lv裏li
，以yi減jian少shao耦ou合he的de機ji率lv。這zhe也ye使shi得de第di一yi個geLO的頻率與輸入信號的頻率不同，可以防止大的幹擾信號“汙染”到小的輸入信號。

因為不同的理由，在一些無線通訊係統中
，直接轉換(direct conversion)或內差(homodyne)架構可以取代超外差架構。在此架構中
，射頻輸入信號是在單一步驟下直接轉換成基頻，因此，大部份的增益都在基頻中
，而且LO與輸入信號的頻率相同。在這種情況下
，必須了解少量耦合的影響力
，並且必須建立起“雜散信號路徑(stray signal path)”的詳細模型，譬如：穿過基板(substrate)的耦合、封裝腳位與焊線(bondwire)之間的耦合
、和穿過電源線的耦合。

射頻電路仿真之相鄰頻道的幹擾

失真也在發射器中扮演著重要的角色。發射器在輸出電路所產生的非線性，可能使傳送信號的頻寬散布於相鄰的頻道中。這種現象稱為“頻譜的再成長(spectral regrowth)”。在信號到達發射器的功率放大器(PA)之前，其頻寬被限製著

；但在PA內的“交調失真”會導致頻寬再次增加。如果頻寬增加的太多，發射器將無法符合其相鄰頻道的功率要求。當傳送數字調變信號時，實際上，是無法用SPICE來預測頻譜的再成長。因為大約有1000個數字符號(symbol)的傳送作業必須被仿真，以求得代表性的頻譜，並且還需要結合高頻率的載波

，這些將使SPICE的瞬態分析變得不切實際。