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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 . {. l9 b  L% X/ y# u( ~

+ w4 ~' H. L: c; R% e+ d/ L3 l 3 l  S1 _0 c" I) f* f8 Z

% h% S/ R  s" T$ ^6 H
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

3 w4 \/ C4 |6 K! |: a1 v1 A! [
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% _) M9 I+ ~$ B
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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* T' z# m3 a$ O
liny123 发表于 2016-2-22 11:53  |7 K8 r, J* y6 c5 z; ?- ?4 b  S
谢谢楼主无私奉献# s# |: A; x5 ^7 l
4 u! q" U2 w- s* |9 P4 `" J  {( u
档主功力深厚啊.   

- y0 }6 v5 p( m$ K
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

9 O2 p8 }6 p, s& V  D  f

; ]2 N8 S# r# o/ \; d- }7 K

. u9 }- C' k/ F% l( x7 e6 Z
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
, k# z" O9 l, g, X4 K9 q1 g

# t3 s1 d* [+ C" D5 I7 y9 U) }
  ]7 _. d  v/ V3 e2 k" R% }7 v

, d3 s0 L- R( z1 b2 E4 K% z9 z- [& j# d, 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

; K+ [2 }) h4 i8 e$ Y8 i

7 w( l2 o5 O2 n, I
再直接讲结论 对于接收机整体的NF  你只需要关注两样
: j$ y: F1 _+ K9 }$ q6 e' l& e& w
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF

" n4 F! }1 k2 `3 Z0 ^8 {( Z
这样就够了  其他均可忽略不管

3 I9 z/ v1 M2 H, H8 ?$ p2 {% Q8 r* b

0 X, i0 y9 ^7 _' V( i- J# ]# @

, ]  g% H6 H6 {* }3 K, p2 j5 b
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,

+ H' A4 Q  \% S
6 T/ O+ T1 n7 \
我先简化方块图好了   如下图 :

( v' J# ^1 |8 n9 o

0 c$ }! ^, }3 D. K7 m0 O2 Z: @

# r3 S5 P7 j$ y4 x* M0 D6 v. ?
$ N7 G, r8 {( Z" O- b1 R
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??
% ^# M( r8 P9 ?- n- d7 H
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
+ x6 N+ t0 y, Y
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
  z7 `. i/ Y( Q9 g. j% i* M2 e2 d# x" {
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
9 f( Z4 j8 ]* |! R% i, h& a+ H
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

- G/ I7 c. Y7 G( U8 N
. M* c" _2 S& [# _
* S/ H  ~* G+ I  g! d

7 t/ D* x- R8 w- _$ h8 E; x2 P
. ~: Y% T8 r7 k
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
% z2 \/ i; u5 q  O- H: N

! V: y: d) D$ y+ _
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

9 g7 j: K6 c; u# \& x$ K
0 H+ I) s( d) o% t/ c1 X1 S
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

6 z/ y7 l5 `  h3 |( ]

9 y! P# R; r- I5 @% G2 _
0 `' e3 o. A. k% Z6 s
: d2 P. r$ Q! D# s  g' a
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  
; \, e; w) Y, ~' N- v: a  }: A* y
& d1 R$ i- L  v9 V3 K+ 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

, [- B3 `) b& r4 J' g! l& i; c
6 M; {6 B. N6 C1 E

% c+ u& d8 s4 M& }- c
如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理

, E7 Y2 d: V. X. Q
如前面结论   接收机整体的NF  只需要关注两样
  a4 \0 I! ^9 y- p2 k
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
7 m4 S; L( K) q8 K( ^
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
7 ?, m( E* T' u* N
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

/ ~9 B$ X: M1 V

3 g$ \) o+ O( q- S8 S5 i3 V7 y3 S% r6 M
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?
5 W$ ^; w/ u0 d/ t, ?

5 e" r6 v0 l' ]4 M" C' 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
, I6 G" i, |' S. i# |3 D

6 C8 B) O! G1 j" y
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?
/ T6 X1 u7 T1 p: N
0 {; j; J, v8 c+ N* n
文件中的Noise Circle 是针对LNA的输入阻抗  也就是所谓的Source-pull

( _# h- O( c+ ?

. R9 w8 U" R/ _# b- P5 _
5 D/ j5 d% x  q4 l; e
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  
( [, e6 [4 d$ A& }3 m
* l) d2 G7 w$ P5 f: e  S/ k' U
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
1 Z3 ?6 V2 y% r5 }4 c

# |4 v' Y8 n1 [8 d9 N
4 h* v* e( k; [. q3 }' w2 R. [$ m
1 f7 s4 s, k( z7 d' O9 e5 f& P
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

7 {( @9 |4 H! f8 M0 I

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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" ~& Z6 H, K6 v) p# E6 p

+ i; I& J! t* C+ B9 f* N档主功力深厚啊.   ) z/ W6 }# i5 j) k: r* |' T; U9 }

/ ]% f" e% V5 }1 N) ~有个二个问题想请教楼主:; p. ]9 N; j) M% 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# \, b2 w; ?) v& W7 l; D1 u3 r
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。
  Y# u. C4 S! y$ `! f- y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^ ^$ N- `$ L) x: k8 s

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
# r8 I) ]4 @* C8 w( R
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/ v9 P0 Y* P+ E; x& n, K3 `# P

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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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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
Skew Reduction

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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
; d; O9 f! S' P$ i6 O

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