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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
& D- i0 K; v3 ]  y' d/ Q& I- W2 e! Z3 _
# ]& `8 H. u0 `6 h& W/ o
/ h* e6 W- d& f* ]; ^
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
- f& j  A8 X2 s. b) n/ Y1 s; C
游客,如果您要查看本帖隐藏内容请回复
' y. ~7 ~8 G4 l* J7 }9 a# m9 ]
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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 1 r$ f) q( J$ `0 T; ^3 D$ H0 U8 t
liny123 发表于 2016-2-22 11:53
5 y- t2 k) W0 h1 [- |! J+ l- i5 W* L谢谢楼主无私奉献% h$ _' u2 j3 M8 s6 I  z" M

$ f- ]3 j; F0 x* m8 W档主功力深厚啊.   
8 H9 [# J# U5 B  w, F& K' N
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

" }& B& Z. y/ [* L. |
/ C$ v' t+ X. s

" a# K2 _5 i/ @& X$ S- I7 |7 ]0 C
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

& `5 s$ E" T5 }) i) j& {
3 M6 m* m% J9 X9 \0 z

/ N, V; u5 y# @( i& b0 A

. o) d  y7 ~. B) q% h4 G
( R3 V# b- t! z: n& n2 i, _
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
8 r. N" d; X1 E

2 G, ?- ?" ^5 }# ^1 n4 {* C
再直接讲结论 对于接收机整体的NF  你只需要关注两样
( D9 O' s8 Q& |  o: W% `
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF

' S4 D" r, ^5 E% _& t7 m( k0 K$ c5 k
这样就够了  其他均可忽略不管
: X  e- w8 c  l- Y

) n4 C& i4 [+ c( {% t

% F$ d# N% K' s7 f+ y7 {
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,

. \8 z9 m3 a' V8 M

/ d2 N' V4 A" t' u/ h, |
我先简化方块图好了   如下图 :
2 ]- x# T) m6 Q2 ^6 }+ M+ G) z4 q9 M

. M$ m9 a7 p* s! u

# F# k3 M) I4 d- r& t( ]4 i' G: u" y
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??
; W7 I3 @  n8 V3 Q
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
" T/ u3 \: h+ M2 X9 q9 U/ H3 O$ _. a; d
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

: |4 S  z5 ?9 J) j6 E0 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
% v! n  L, |3 |5 D2 j% A( |
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
4 }9 s$ x2 i+ e* w; b5 n
* F8 O% V* c) a! K
+ x, H0 v' l% `3 u& e
; ]8 ?' w4 u. x+ {; L3 W! O
3 p' n7 f( x( J. k" t8 R/ w
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

/ t) s! [! `7 o. [0 t# \
; n" q! B# S6 _! l7 p; H: g' p
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

0 Z. ]8 F! Q* m, w3 c4 P$ R! q/ f
7 t% ^; G6 o3 Z8 B. |0 K# \1 r
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

/ N7 `- `% s9 s

, {, y, I& \3 b" \# W: [# o

8 i: ^- G- S% R" l7 b7 o/ Y* y: u* w, _2 |1 ]2 z6 F0 X$ A# d
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  
# X. l7 ]- T" e* k6 `1 l* j: |: L' N
) Z' R1 O2 i* J0 V* _
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

' _( v9 t& d: N# g

2 U" f' m* n3 `2 k; a1 k) r
/ {/ M& S, [3 s1 L) o
如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理

* c$ p, P! W* Z4 I1 ]$ V
如前面结论   接收机整体的NF  只需要关注两样
$ O* I, F$ k! z6 X- w9 S
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
8 j1 h1 t5 C* l4 G  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
# Z( A5 R, G9 W/ f% g
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

' }/ H. p, F4 j2 g' E$ Z

1 d1 M+ [' h5 r
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?
, V3 R/ D& y3 \- H' E" P

. D6 z! Z1 |# L% E2 `7 Z. a
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

" o6 w1 }: a7 g" `) A, n$ t
; n! |1 M& y$ u& x$ Y4 Q
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?
1 b3 m" X6 I9 Y; |. e5 v  x) X  k

4 A' k* _* z/ h. I" e; a
文件中的Noise Circle 是针对LNA的输入阻抗  也就是所谓的Source-pull
* Y9 m1 f9 r2 |

5 Q: o  w# C" u2 |1 a$ k$ d

. j0 S7 W" K: Z$ z
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  
. }% j# J  {3 G8 Y  W
5 n7 @- y& D- S; t+ n, X$ d; j
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
; o5 R. r! F* G

2 |/ G2 Y( s8 _) W. t! j  X
9 u) d" e* [7 N, k& v/ N  x8 L

' \2 t7 W( h: I2 O& y  g
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
; N& |/ D- W5 Q/ x- @2 O" `

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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( s2 \4 @4 W2 b8 g/ f, c  {8 H- n
2 g4 {# F" p: `: |! D+ n
档主功力深厚啊.   1 C2 m2 S1 o* J2 c2 [3 k  \
5 d5 w9 S. C, c. M8 A; J3 k) J
有个二个问题想请教楼主:
6 B5 T% ?8 _8 z$ g+ j" N! Q1  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" k+ I' O* m* Z# A0 q
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。8 H" @7 H; [, D) f, Q: p% h2 X, [4 @
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^ ^) k- J' B8 g1 b, N$ {  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
: J$ H! k! H+ G9 e7 L1 y; H
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。, h% ?, W' Y& ~

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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 2016-3-9 11:42 | 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 2016-3-10 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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发表于 2016-4-25 06:43 | 只看该作者
谢谢分享,这呢需要1 q/ M: O) j+ k, ?+ E

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