射频接口和射频电路的特性

失真也在发射器中扮演着重要的角色。发射器在输出电路所产生的非线性，可能使传送讯号的频宽散布于相邻的频道中。这种现象称为"频谱的再成长（spectral regrowth）"。如附图二与三所示，在讯号到达发射器的功率放大器（PA）之前，其频宽被限制着；但在PA内的"交互调变失真"会导致频宽再次增加。如果频宽增加的太多，发射器将无法符合其相邻频道的功率要求。当传送数字调变讯号时，实际上，是无法用SPICE来预测频谱的再成长。因为大约有1000个数字符号（symbol）的传送作业必须被仿真，以求得代表性的频谱，并且还需要结合高频率的载波，这些将使SPICE的瞬态分析变得不切实际。

图二：数字式直接转换发射器

图三：谐波失真和交互调变失真

射频电路的特征

射频电路有几个独特的特征，是无法应用传统的电路仿真技术来仿真的。但是，在过去十年来，射频研究专家已经开发出许多种具特别功能的算法，可以用来克服这些障碍，为射频电路提供实用的仿真方法。通常这是利用射频电路的特有特征来实现的；而这些特征对传统的仿真方法而言，正是障碍之所在。底下就分别说明射频电路特有的几个特征：

*  窄频讯号

射频电路是以调变载波（modulated carrier）的形式来处理窄频讯号。调变过的载波具有周期性的高频载波讯号和低频调变讯号的双重特征，它以载波的振幅或相位或频率来调变。以典型的手机为例，它的调变频宽是10~30 KHz，"乘坐"在1~2GHz的载波上。虽然，我们常用一个正弦波或一组正弦波的简单集合，来构成调变测试讯号，但是通常，调变（输入）讯号是任意的（arbitrary）波形。

存在于调变中的最低频率与载波频率之间的比率，是相对频率分辨率的测量值，此测量值是在仿真射频电路时所必需的。一般用途的电路仿真器，譬如SPICE，是使用瞬态分析来预测电路的非线性行为。若使用瞬态分析，要在高载波频率中辨识出低频率的调变讯号，其成本是昂贵的。因为高频载波具有短的时间间隔（timestep），然而低频调变讯号需要长的时间间距。

如附图三所示，在非线性电路中传送窄频讯号时，会产生一个频谱相当稀疏的宽带讯号。一般来说，此频谱是由靠近载波附近的谐波频率丛集（cluster）而成的。如果调变是周期性或准周期性（quasiperiodic）的，则这些丛集是频率的离散形式；不然，它将是频率的连续分布。

射频仿真软件可以利用此频谱的稀疏特性，在不同状态下，得到真实的模拟效果。当频谱是离散时，"稳定状态（steady-state）法"会被使用；当频谱是连续时，瞬间分析法会被使用。

*  射频讯号路径随时间变化的线性特性

射频电路另一个重要但较少被查觉的特性是：从输入端到输出端，它们一般都会被设计成线性的电路，以避免调变或信息讯号的失真。一些射频电路，譬如混合器，是用来将讯号从一个频率转换至另一个频率。其实，它们是被一个额外的讯号LO驱动着，LO是一个大的周期性讯号，其频率是进行频率转换时所需要的。为了能得到最佳的效能，混合器被设计成可以用很强的非线性方式来响应LO。因此，混合器同时具有近似线性（至输入）和强大的非线性（至LO）特征。

产生时序（timing）或频率（clock）的电路，例如：LO，是和信息讯号无关的，因此，它可以被视为混合器的一部份，而不是混合器的外部（输入）电路，如附图四所示。这种观念上的简单改变，可使混合器具有单一输入讯号和一个近似线性、随时间变化的周期性转换函数（transfer function）。例如：有一个混波器是以一个理想的乘法器制成的，它后面跟着一个低通滤波器。乘法器是非线性的，并具有两个输入讯号。当一个LO讯号cos（ ）取得一个输入讯号之后，会产生一个转换函数值：
= LPF{ cos（ ） }
从上式清楚可知， 是随着时间变化的，并且与 成正比例的关系。如果输入讯号是： = ，那么： = LPF{ }=
上式表示一个线性周期变化的转换函数实现频率转换的功能。

图四：将LO视为混合器的一部份

通常我们会假设信息讯号很小，因此，可以将输入端到输出端之间的电路功能当成近似于线性。只要小讯号分析可以解释讯号路径的周期性变化特性，就可以进行小讯号分析。这是在接近周期发生的工作点上，进行线性仿真达成的。传统的仿真软件，譬如SPICE，支持许多小讯号分析工具，例如：交流和噪声分析，这些工具在分析放大器和滤波器时，是很有效用的。然而，它们是在接近固定的工作点上，对非线性时间不变的电路，开始进行线性仿真。因此，会产生线性时间不变的函数，但是无法代表频率转换的效果。

在一个周期变化的工作点附近，对一个非