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RF接收路径的匹配流程----以GPS为例

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发表于 2016-2-1 22:22 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
本帖最后由 紫菁 于 2017-9-29 14:32 编辑 * R1 w3 e4 p  A

. @0 H) b' Y; q6 G$ A0 x
8 t6 s! U- t/ t$ f+ p: B- e) ?1 I) c1 F0 i7 a
为啥我无源匹配明明有调好   但实际测灵敏度时   却不如预期?
匹配电路这么多?   该如何区分优先级?
那几级的匹配电路   影响灵敏度最大??
请看此文件
+ c& j# o/ ^6 j* t' N1 Q9 P- K
游客,如果您要查看本帖隐藏内容请回复

  \' R1 ]* Z- D- f/ t# O+ p
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 楼主| 发表于 2016-2-23 12:54 | 只看该作者
本帖最后由 criterion 于 2016-2-23 13:02 编辑 7 @7 J/ U. n# ~2 {4 c. x9 X0 M. T; z0 R1 ~
liny123 发表于 2016-2-22 11:53
2 e% S, E1 A# D9 K谢谢楼主无私奉献. C) O/ }% w& k1 H% t) w6 O$ C( |  c

0 Y* y" T. |& U$ y档主功力深厚啊.   

. D# A" J1 O$ b) E
1  Noise Figure公式里的  G代表Gain    F是代表频率嘛,这个功能有些看不懂

) O/ r+ j# O  u5 ]) {7 n  D
: z; a* N# p- |* j) ^! N' w& t

- j4 A1 {8 i0 G; Q+ {
FNoise Factor  不是频率
接收路径的整体Noise Figure   是由各级电路(Switch, SAW Filter, LNA. Mixer……)的贡献  累加而成
由上式可知 越后面的电路  对于接收路径的整体Noise Figure的贡献越小
因为都被分母稀释掉  越后级分母越大  贡献越小
反之  越前面因为分母越  所以贡献越大
贡献最大就是F1  也就是LNA输入端的Insertion Loss   因为完全没分母
9 @* S& h8 Q8 y# ]
" @2 H/ N' B  s* b9 P" b$ D0 p

6 x; d# \4 e% v
, a* G$ F( p! u! {& k( l9 O( z

' n' U# y/ l$ |6 P( x4 m; t) X
所以由上图可知 Type2NF最小  因为没有Pre-SAWInsertionLoss  亦即F1最小
同时也知道 Type2只放Post-SAW  Type3只放Pre-SAW  
同样都是只放一个SAW Filter  NF0.67 dB的差异  
原因在于摆放位置
Type2是放Post-SAW  放在LNA后面  所以NF较小
Type3是放Pre-SAW  放在LNA前面  所以NF较大  因为F1变大了
Type1Type3   虽然差了一颗Post-SAW  NF只有0.04 dB的差异
因为Post-SAW是放LNA后面   对整体NF的贡献很小

% U- {& U; p, A0 |! Q2 @" z! i
1 q' j0 b9 P; _8 T2 H( ]; C
再直接讲结论 对于接收机整体的NF  你只需要关注两样
! q$ u) E: E* T" |2 u2 y9 @
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
* D8 I. _/ K4 g7 U8 q# ~9 `0 c) G
这样就够了  其他均可忽略不管
' K, t/ `% }, ^1 n1 O1 J

9 F9 K* [3 Z4 n) [
: c: b: n1 b+ L! i% L  X
2  楼主调试电路的Matching3阻抗不是50ohm ,  那Matching4 又调到50ohm ,
   而这个50ohm 是包含了Matching3的非50Oohm,
   那是不是单独的Matching4不在50ohm阻抗上。; 这样对电路有影响没,
; ^* Q8 y4 F( ]2 r
( W& f5 z# |4 A/ U5 z! ~7 E
我先简化方块图好了   如下图 :
. b% h! ]* P3 k, ?
% T6 ^" v9 E: B& T

" g  g) I* Y: Z3 Y! |% e6 u  j! ~; [# z/ Y' [6 N' _6 }
假设接收机是50奥姆系统  请问你觉得哪一种会有较好灵敏度??

( g4 o5 }) J) u, P
当然是Case2  因为它最终的接收阻抗 比较接近50奥姆
匹配是要看整体的最终结果 你就算每段Matching都调到50奥姆
但最终却偏离50奥姆  那还是没用
7 t" z9 a% J% e( }; H
所以我开头就说了
为啥无源匹配明明有调好   但实际测灵敏度时   却不如预期?
原因在于没有考虑整体的最终结果 只考虑到个别单段的Matching

# `" [1 h& S7 Z
匹配是团体作战 整体强才算胜利
若搞英雄主义 每个人都强  最终整合起来  整体却很弱  那还是败战
所以要如何使整体战力达到最强 接近50奥姆 这是你总司令的工作

+ ?! f/ W8 _! L2 t  K1 S5 {: s
所以我文件中  Step1Step5  一路都是包含整段  
并不会针对个别单段的Matching
因为我要的是最终整体战力  不是个人战力
! l  m6 U+ P$ a, x* o
7 H. I9 L! P2 v% @
6 q; h+ q6 @0 n  A8 h
, h5 }) [) }# U/ i' o
9 }% [( j4 ]; m" U/ r. M
因此回到你的问题   前面说了  匹配是团体作战
若搞本位主义 Matching4只顾自己的50奥姆
但不顾整体战力  没办法补偿Matching3的非50奥姆
使得最终整体阻抗 偏离50奥姆  整体战力低落  那还是败战

1 s: z& @3 C6 b$ \

$ N6 L1 m' d( v3 x0 {
所以文件中调Matching4  是用整段来调 不是个别调
为了要补偿Matching3的非50奥姆  如果单独个别看Matching4
肯定是非50奥姆   50奥姆才叫神奇
2 J& v  [; ?- ]

  r( [, ?" T8 S" B3 P0 d+ E
但是!!  那又怎样??  我要的是整体战力
我能使最终整体阻抗在50奥姆附近   我就赢啦   
管你Matching4有没有50奥姆
就像太极的图一样  阴阳要调和互补  才有一个完美结果

8 i/ A' O5 x( R! b' q
0 D7 z5 ^+ @, {' H- x$ c, R

1 B5 }/ F5 h, p9 ~; u% Z# u1 I7 Q( [6 f& n0 U9 s% W# F; S/ e& M
Matching3的非50奥姆  要靠Matching4的非50奥姆来互补
整体阻抗才会接近50奥姆  
& ]( g3 G) J  B) f( I

2 F$ ^6 X) I' g* i7 {  J0 z) K2 a1 |
所以Matching4 你要调就用整段来调  补偿Matching3的非50奥姆
不然就不要调 反正Matching4已经在LNA后面  对整体灵敏度影响不大
最糟糕情况就是 你只针对Matching4单段  调到50奥姆
那就是白费工 花了时间  灵敏度又不会改善
因为在这情况下 Matching4没有补偿Matching3的非50奥姆
接收机整体阻抗 不会比较接近50奥姆
6 E1 Z: }+ s# P1 g

+ R8 j' ^3 F9 y, X3 ]1 T0 w
- W3 [1 o9 a$ t/ K7 Q
如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理

6 c0 [5 p' \6 A4 \
如前面结论   接收机整体的NF  只需要关注两样
6 p( c3 Y3 p  P% Q' g1 }
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
  U# {/ Z2 r; E, y- ?5 I6 n# Q. V
其他均可不管  Matching4, 5已经在LNA后面了   
所以对整体灵敏度  影响甚微
% f3 G0 R- H$ |$ B2 V
前面GPS Module的例子已述
Type1Type3   虽然差了一颗Post-SAW  NF只有0.04 dB的差异
因为Post-SAW是放LNA后面   对整体NF的贡献很小
SAW Filter放到LNA后面  Insertion Loss  
对整体NF 只贡献了0.04 dB
6 v: _. r8 G6 w; a" S

) p2 v1 l8 X( M: c& V! X- n% q
Matching4, 5  已经在LNA后面了 就算不调   
会有Mismatch Loss  对整体灵敏度会有啥影响吗?
6 h% o" G; z4 |2 o- S$ V6 n
& u2 |1 N. U! x( E
Matching4Matching5  正好会影响Post-SAW的输入跟输出阻抗
当然有可能因为没调 使得Post-SAW频率响应改变 甚至Insertion Loss变大
但是  还是一样道理  Post-SAW已经在LNA后面
就算Insertion Loss变大  整体灵敏度会有啥影响吗?
又不是说Matching4Matching5没调
会使得Post-SAWInsertionLoss变大20 dB
所以再次证明 Matching4, 5对整体灵敏度  影响甚微
% {; k2 A0 D: _- {( j
+ o* s* x" m( [+ M% j; m* p
那你说  因为LNA本身的NF  会直接影响灵敏度 无法忽略不计
Matching4Matching5  都是LNA的输出阻抗
会不会因为没调 劣化LNA特性  进而劣化灵敏度?
: x  V3 _, e) N+ A3 r0 H

/ \3 Z$ ~# L; N' y+ x0 i! F
文件中的Noise Circle 是针对LNA的输入阻抗  也就是所谓的Source-pull

/ b9 z8 R4 }; |9 W% }' j& F, d

0 u0 I! q0 Q6 P: w0 y2 C, P
% A0 b( @7 M1 s4 ]6 p# u/ o$ o
由图可知  不同阻抗  LNANF也会不同  50奥姆未必可让LNA有最小的NF  
所以才说Matching3未必是调到50奥姆  
而是要调到LNA能有最低NF的阻抗点位置  因为LNA本身的NF  会直接影响灵敏度  

$ p" e8 n: a& B& n: \+ P
# _% d+ P, i$ p$ W- p
至于Matching4Matching5  都是LNA的输出阻抗
也就是所谓的Load-pull  当然会影响LNA特性
但影响层面 主要是Gain跟线性度  而不是NF
' Q0 B1 X5 j, s5 B) l$ v- ]

5 q3 X/ D8 a8 V* Q" |) \& n, H

) m* W; M4 Z1 I# g/ w2 y: C% {; S- }
+ x6 C8 D$ p- p& y
当然LNA线性度  也会影响灵敏度   但那是考虑到有外来噪声时
在此先不讨论这情况  
在无外来噪声时  整体灵敏度   当然只需要考虑LNANF
所以不用考虑Matching4Matching5  因为它们只会影响LNAGain跟线性度  不会影响NF
所以还是再次证明 Matching4, 5对整体灵敏度  影响甚微
1 z: I& L7 ~& j; g9 n

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发表于 2016-2-22 11:53 | 只看该作者
谢谢楼主无私奉献
0 b6 L. G( z3 c, m3 o- C5 H
" y: A, C8 v5 S2 |! S( g档主功力深厚啊.   8 w  g+ ?8 G1 a" l) I7 r* W

" A) N! w. `4 g3 i3 f2 U有个二个问题想请教楼主:
8 z! W7 s/ F* m) S( |& m. ^( n! x1  Noise Figure公式里的   G代表Gain    F是代表频率嘛,这个功能有些看不懂
' S, E* M+ u( V% ]. N: y* d2  楼主调试电路的Matching3阻抗不是50ohm ,   那Matching4 又调到50ohm ,而这个50ohm 是包含了Matching3的非50Oohm,那是不是单独的Matching4不在50ohm阻抗上。) t; V8 D2 T9 ]6 d3 w5 |
这样对电路有影响没, 如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理,望楼上解答 谢谢啦^ ^
* _; u  o0 i" H/ M& y; v$ U

点评

1 Noise Figure公式里的 G代表Gain F是代表频率嘛,这个功能有些看不懂[/backcolor] [attachimg]109191[/attachimg] F是NoiseFactor 不是频率接收路径的整体Noise Figure 是由各级电路(Switch, SAW Filter,  详情 回复 发表于 2016-2-23 12:54

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发表于 2016-11-1 21:01 | 只看该作者
! W) ]+ X0 o7 ?, D$ c8 F
实际应用中,发现第二种接法对来自带外的干扰,抑制力很差,当频带外不远的频段出现较大的干扰,会导致LNA饱合。1 z% Y+ R: {/ y" t! H, M

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发表于 2016-2-3 15:56 | 只看该作者
原来大家在这里也很活跃哎

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发表于 2016-2-22 08:28 | 只看该作者
好资料,此楼主分享的资料都是实战宝典,且这精神值得学习。3Q

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发表于 2016-2-23 08:55 | 只看该作者
下来学习下,谢谢分享!

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发表于 2016-2-24 09:50 | 只看该作者
好东西学习了

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发表于 2016-2-24 13:42 | 只看该作者
很经典。非常好的经验。

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发表于 2016-3-10 16:37 | 只看该作者
希望 criterion 大师做本论坛版主,  criterion 绝对是一流的

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发表于 2016-3-11 10:40 | 只看该作者
受益,精彩,谢谢您的讲解!

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发表于 2016-4-21 23:25 | 只看该作者
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发表于 2016-4-23 13:51 | 只看该作者
下载下来看看,谢谢分享

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谢谢分享,这呢需要- v% S- _+ r( O

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