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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
. w  B4 x  q& c- m) @% G. N) \, `
# b  A& r- \- J$ A1 `! u3 W
5 ^' e9 g* l' ^- p" ]
) R1 U0 O! n/ 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
8 D" G4 m" }7 w0 n+ ?+ j; j
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7 ~8 c  Q1 Z3 [
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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
5 g1 K0 J% U% E8 o; s* I& ~! w
liny123 发表于 2016-2-22 11:53( n- ?3 l* w" O0 h, Y
谢谢楼主无私奉献
( a+ ]7 g! C% X% q5 F+ R
, v3 B% J" Q# e, O档主功力深厚啊.   

0 B" @3 H# i6 B& P/ c
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
! k5 f# ^, p; `8 l7 W3 ^
+ Q9 s% }+ |8 w! O% ~4 _

$ |5 v& d, m& V& g
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

" J0 {- ~! F# {$ \8 U
( q$ I. C+ k/ N; u. V. M
; Y# m+ g( L$ B7 T2 U2 m5 q6 k

5 f8 d4 k* n& O8 S1 r- B7 q0 W, A3 K. ?2 c% m
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
/ \7 A7 g- w! u

# K7 f5 W- |6 A6 D: I8 e# W
再直接讲结论 对于接收机整体的NF  你只需要关注两样
! E& \& T) s8 R9 T) Y) c; K* ?# K
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF

) ?4 |& T" m) C/ a# a. s
这样就够了  其他均可忽略不管

7 s7 P( g8 ~' a& B8 N
) q+ _7 N2 M6 y2 B! g+ L& \' V
) k' [- s% ~' M4 {4 M
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,

- o4 P8 f$ F( T$ M. }' ^

1 q, J7 {8 i1 s1 i1 n
我先简化方块图好了   如下图 :
, T$ j2 Q4 b0 I4 Q, T& `) W

* s6 L: k: r5 {

1 s5 v7 O% k8 `4 a, w/ T) X, j4 u- \+ U3 I
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??
, C& u) d( J! H: f4 B
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

' n' H) q! h* \0 M
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 ?+ d# }, E' y9 n0 A
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

- w) L) m# G9 Z! c/ A( 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
5 Y, A- S: v2 Z3 c$ l; A
2 N: U& `8 S+ o+ T6 N8 L

) ~9 O0 V  y( C7 \  d
: R% C4 q8 v  @7 k0 \4 H% P" ^7 R

" |& D) \  A3 U$ x; r$ S+ p
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
" [6 r8 b( J& l; }) ~; I

, p3 d( M& m. n0 o
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
$ N/ {9 T' H& ]  B1 n

3 d# q2 a! j" H- K
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
3 t& _0 b; X6 ~0 {* }3 P9 X

: G7 Z% Z0 y5 n
0 X- R* d- f! |4 A  v9 ?+ g5 i

$ G1 `: U' X/ ~$ P& 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  
! t, P4 O+ g$ G! [: g* T; a

8 b: ?2 K7 f2 D, X$ 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
. C1 h, p& f! ?& Y* i
" m: A! m5 c. q% s7 W

. |8 B5 ]3 Z9 W4 S3 c, R  K2 P
如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理

* ~2 ~$ Q" y/ w+ T4 N
如前面结论   接收机整体的NF  只需要关注两样
7 m: z9 n! Y3 _9 ?, o1 P
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF

9 U: a$ `" N! _& D4 O; n
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

& ?6 y; C! F$ Y. u: s
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$ P$ Y, }: U: K: T

3 B2 y  `& i2 [
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?

+ y- m) i. X) q7 m  R$ E8 S" K
2 t5 Z6 f. B$ e5 s+ [
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

+ }0 F0 w6 W* G  q  J$ w
7 @# I* D# X  ?7 x' @
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?
) a" ]4 B. O  ^) ?- @

( p3 k; l; Q1 x0 ^# t7 z6 S% ~
文件中的Noise Circle 是针对LNA的输入阻抗  也就是所谓的Source-pull

6 z2 g% u) [$ g. E8 w; M4 x
7 y. t' u5 Y) a) f. T

9 x4 G; K; n' t3 ~' x% L  [
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  
0 w' V. F% i+ z5 S. q& G

9 `3 C0 R# V  \' z+ 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

# ^" L# ?. N& e

6 ^0 x2 a6 Y3 G
4 y$ x" u9 x5 {" Y* }4 A  w( K  e
. P4 {6 r3 t. i5 Y0 f+ T  z% h
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

3 @2 ?" s$ F2 o  C+ J4 ~

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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; T3 s& F0 b: K; _( b( F3 D" J9 a* h  i! n* z( \+ T
档主功力深厚啊.   
) p7 Y9 }) e9 x* U
& d& ^/ ~0 f/ X" i0 Q: U* a有个二个问题想请教楼主:
$ W& O4 ~( `- X- _4 s" J/ 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
2 x% x9 @8 ?4 _& Q% r2  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。
) H7 f5 l6 b- M: r3 [8 V0 K( A, r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^ ^- x' W+ t3 r; B. i

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
# ?" e! i# f4 E, T6 I% V2 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。
2 j4 z+ M- b: @4 @& T( G* j

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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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下载下来看看,谢谢分享

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谢谢分享,这呢需要
1 W. n0 I0 L" \! U

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