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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 , p' `/ K+ ?$ C% s5 X7 r5 _

8 W  \- m7 Z+ G6 y1 U9 g- _ 6 P) Z8 U; X; b- q' a$ X
' b  i( c( \: n! m2 H1 O
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

+ b2 c1 W# q$ [
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& Z: p! M9 a/ [6 s% Q
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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 ( n: c; E9 z1 r* w% m
liny123 发表于 2016-2-22 11:53) E1 }/ P6 Q0 ^' L6 v' |
谢谢楼主无私奉献  \$ t0 f, ?0 k7 X

( k" o$ e. r! }! i8 W档主功力深厚啊.   

8 U3 a" F" D0 _  {" I* T  `3 A( q% 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

3 B# H- r  R7 A. ]) M  Q. Z4 R  G

& t) t' F* b. O' q8 h, P

6 @! {, c# Y, p7 L7 m5 }) M0 h7 d
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 C  \- o8 t7 R( r/ i& d, H

% a8 F+ y3 F$ B! n5 a9 ~5 N6 Z5 b7 b

/ H+ X( T$ G" w! R; m; V9 C8 d6 S' E

7 `, s& v5 l7 ?9 a4 T
: c! M3 {; }( c2 h6 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

& ?/ T  h, Y- r# D# {7 s% `
/ C1 g; u2 t! p3 t$ P5 d6 I
再直接讲结论 对于接收机整体的NF  你只需要关注两样

- n, N; u$ R7 i
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
$ M. Q: D) F( o* F, R
这样就够了  其他均可忽略不管
% X; K/ u4 }4 H' q( S

4 I! |2 l" Z  M3 a; p

7 z6 V' O9 @$ O
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,

, i) _5 G3 m! x: q
" j$ ]. L: u6 v0 ~
我先简化方块图好了   如下图 :

& w3 t% `# X* x

" b$ x; O9 n. E& S; B
7 h- }2 I' _) a9 Z! D3 M5 ]
' I( [" N  w$ D$ Q- C2 k
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??

3 I( y. R& N: |0 L7 i. t
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
( {: B8 B$ w* }# \7 o5 c
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

2 e/ m( K$ [" v8 _  k# j
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
& m" Z. \" K6 K: @
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
2 C# s; d( A% {3 H" u# B3 p
7 _5 ^4 I% f" @* D- D( `$ |( P

4 W( ]* M2 L, [

* y3 c/ i# B' F5 G) U- [9 M! g2 |

( B" p  b- M1 Q/ o6 Z
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
" k4 K- `6 I( z- {4 s2 D) m

& G- _2 p( }; a! ~% o0 H* R
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
) M% c" \$ Q$ {

7 r; b$ ^) A5 X
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

, e3 l3 N7 T/ D) B

9 ]9 \4 n, s, R( o" U4 ~+ ?0 ^

$ d* }: k; u- q, F: F0 X( L" l9 U6 s0 j3 I
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  

% d7 g& i* M3 P- u

) O3 j7 O# f) J3 V, H9 A$ ~
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

2 X" {* k0 r( Q. U" N. M

9 G- d+ C" U  Z0 {' e
% w0 r' v: I% X# P8 t+ r
如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理

9 h  _6 ^/ `0 y& X# G' R) q
如前面结论   接收机整体的NF  只需要关注两样
# L% R/ \( C6 s/ W0 v, p
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
, p4 D- Z5 w( @$ v  S5 `1 h1 J
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

) g+ a1 q: x0 C4 |1 I
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
3 q* t- `% n+ H/ Q

: a& @; \; I8 c8 N' x. Z
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?
4 G1 K" z8 x) R  ^
( i7 C# l* ~$ P8 r( n
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
$ N, b$ k, y$ B6 o7 a4 F

$ R3 Q9 @( {& l% s' ?
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 X4 i% s  k) i4 `1 y% E# s2 z' Q

$ t  o5 D: o( f$ [# L9 F
文件中的Noise Circle 是针对LNA的输入阻抗  也就是所谓的Source-pull

1 D3 P6 W: V6 }5 O% n
0 l" h9 E# ^& J; ~
9 E. Y, ~6 R6 H
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  

) O9 \- e& I$ l/ X3 `* y
$ r; u3 N2 R5 n, Q  m
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

/ T# F9 q8 v- D. {

  i6 ?' Y# Q% p5 B
. _" [6 S2 {% ~! F; R

, |- w* d, l4 {' n2 Y. E
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

4 O9 T6 K0 ^* C& K

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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
+ r2 ]: `9 {2 v& c9 |! }( G+ u: {4 ~! |3 o) d" z& b
档主功力深厚啊.   
* H; A1 ^+ T: B, ?4 F$ G( j9 i
0 I3 A, R$ E8 v8 g. Z有个二个问题想请教楼主:3 ]( _. z+ U1 R- G1 D
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
4 f3 F# e3 J+ a$ d# h- m2  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。% m  Q$ U7 T+ i6 ?7 B
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^ ^
7 R$ N( B: O& 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
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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。0 X4 h* V$ B+ B  r4 u

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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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下载下来看看,谢谢分享

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谢谢分享,这呢需要# y  B: @: b3 B  h, `

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