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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
9 O: Q  i1 X2 i/ F/ o: m# u' n3 t/ ]
. J  W. g# N3 ?, K
7 e, J8 j: Q$ B' ^2 W# j9 F; i5 \
& H+ J5 O+ _: \, w
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; y) p7 r( ?( M
游客,如果您要查看本帖隐藏内容请回复
: M9 I9 r5 A0 k
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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 9 T4 k% c) b) n& ]6 [/ u& W0 a* Q
liny123 发表于 2016-2-22 11:53% V+ ?0 c. v! i4 ~& D
谢谢楼主无私奉献5 S/ Q) K4 `( c! @

# R7 V+ t; M9 z3 f. F档主功力深厚啊.   

6 O1 g0 p: ^7 c& |7 O; S. F, K8 H
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

: P) X0 q. J" j& B- \  ^

8 V1 _; P/ Q+ C

# B& ?: H& F4 O1 t* g9 T% c. W
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 y$ }9 Z+ {! k3 h5 A. I3 O

! N7 i7 w8 H. J- b0 o$ q

) y. @5 [; ^* {# R

7 v' v, R, u8 n
, `1 y# q# T' q8 x$ e
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

+ ~9 p- _3 Y8 u& [+ j9 M

; L, _! x' ~* s% @
再直接讲结论 对于接收机整体的NF  你只需要关注两样

& \" m2 I- x" m/ Q) P& l
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF

2 y& e' b: R$ m5 Q* M" m  t9 t
这样就够了  其他均可忽略不管
- c' X4 |! \# U4 l
7 N, M  E, v; b. z  @( j. k4 Q

4 `$ B, \. g! q4 k( i! F2 E' V
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,

- M& _  x4 Q# p7 s; e5 c3 z

+ J6 ?0 s; j. C" ?
我先简化方块图好了   如下图 :

6 ^" J) d/ _7 r
; d* r, G' o1 ]! t; b" G5 i) l9 E

, X0 e  @, [7 s  U( G+ D4 O
6 @6 E& N: g+ x0 p
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??

9 q# q4 B6 E9 h) g1 Z' C# E& X  R
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
1 f( ]7 r. \% c# W. ?% o/ Z5 ~
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

" p, K3 q, t* y- B0 M" S
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
% }6 q0 j  [! ^% Q0 P
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
7 t$ U/ I& Z5 }

, Q, t- e/ E% r2 A2 T1 e
# r( o6 f( I# }6 [0 L+ f
: P, V3 y  w/ c8 A6 w8 U4 t" L7 n# V
7 X$ r/ k3 j( f
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

* T8 ^1 K+ {# E" y& z
+ Y2 Q- v6 l  J4 ]9 A/ k6 \7 Z
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
( Y2 q  G+ G* w9 w8 x: G: E
# z+ I# b. ~# S1 o2 a
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
) ?" S$ j5 i% l8 ]5 d" k, J
% o% N* g% r6 _& h+ w5 ]- y5 H

- b6 t+ ]7 a4 R2 [6 F/ F! f$ k. g( i& i$ P
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, B* g+ G; s( s( G$ a
% T7 p- |; e  }" I( Y
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

5 c: S1 U+ t! E' N5 r! Z

9 u5 X6 N/ e) |; D9 j. L

8 H+ ^; b; z- @, r- M; a
如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理

, \& N  R! Q. q5 V% @
如前面结论   接收机整体的NF  只需要关注两样

1 v0 ]$ y% R* ~/ R
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
# _" V: N% y9 r' ^
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
3 F+ h/ h* \* [! b9 |9 _
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

1 x& J# \% ]4 R3 h
% u& F3 w1 d; c. o2 H
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?
+ M2 E7 \, {) L. {

" |$ c5 b  G# O- I' c0 d* N0 k
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
4 c7 a) W# K6 b0 C9 d0 R
% _, Z  b3 v; a: L# t7 H
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?

& G( v- e3 C, e5 z3 x

- C7 y; F4 d6 e1 w* A  P
文件中的Noise Circle 是针对LNA的输入阻抗  也就是所谓的Source-pull

0 Y% r5 K  A9 |% y1 B

+ z# T* O8 U/ m- |( u4 N8 z

: C# T" h  \4 t. Y
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  

5 K+ n( n& X3 e1 {/ w8 t
7 P' _1 D3 f  E5 \, g( c) C; H
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

7 z7 b6 I# e  h3 l5 F
) p) k. g$ p8 |
4 F" l0 z+ s, M" i, s, H2 t3 j
# d+ o0 z0 O/ r/ R; S4 [% c
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
" Z! R6 K( W" L

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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" k, Y) p$ l0 [+ i; a2 H

- x* [- q- E! ]. O0 m! x+ Q档主功力深厚啊.   
' ]" O; X- [! y7 L. M. L5 q% Q1 E$ |# g/ i% e
有个二个问题想请教楼主:7 x  ^: T/ A+ d1 L' s+ h
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/ x5 v0 l/ q' G% ]* _
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。( D" C/ U) \0 ?$ P' t
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^ ^5 k# g% D5 e5 K+ x

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
7 n& H% I  x; x& {! x' Z
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。$ X( y) e/ `+ \5 c6 i) W! z0 |

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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
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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
+ p4 P7 f& F1 k- s* O3 O

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