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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
2 Y( \2 r/ i% t; E) Z" [( l& l2 V
7 z  C8 \) {6 b. q5 E3 E3 C
# [- I$ q! h6 I0 U" \
6 [. J/ ^% Y! l3 E! V
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

  t! @! c& k6 a2 X
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$ s% o7 g3 Z3 h) X, s. ~. E1 n
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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( g7 \/ L# n8 p2 m2 ^6 C% }
liny123 发表于 2016-2-22 11:534 o0 }6 |; }( O! h. p
谢谢楼主无私奉献% J" P' R; \6 m, h7 f  j
8 x9 Q- X$ i6 m
档主功力深厚啊.   
4 Z* r5 Q: Y" U% A0 e& J
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 u7 A: N7 F/ q. h

+ v" K7 @  q0 o& O7 d* C

: B  g( }- `$ d7 s1 A: Y% N. _/ m
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

7 J) w7 G9 f! l) j; h' u

5 C! Y; s9 i0 T& L' |6 n6 ~, t
: L# h1 s! u. H

3 ?0 O0 u, k9 d# p8 Y! i# E. N$ o7 o" D7 |9 Y3 T5 ?9 T
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
. b3 r/ d0 l% M# A

. D$ f: j3 K* g  H( y, t
再直接讲结论 对于接收机整体的NF  你只需要关注两样
: S$ |  W5 {) t. n
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
* V' f) D( \; B9 D& V
这样就够了  其他均可忽略不管
$ v  ^) Z' I' G8 B
% N9 P3 q; h$ u4 M' C% Y

5 L/ l* _# Z9 e* n
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,

( Z& R2 x! y6 ~: K# H: ~/ i
$ |3 z% p9 O) o4 O) I$ m- z
我先简化方块图好了   如下图 :
  y' B8 J+ S9 z5 F3 U
* o: _6 ^3 q! g: i5 v1 j

7 [$ j( i, X) j/ q
, P! p) w! v2 z
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??
  ^7 g3 g7 Y- S/ T5 u. h$ \% P
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
4 b8 X' A8 ~5 a+ L+ 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

% y  a, u% x) {! M* a' k
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

# T$ _6 y/ c7 m) e
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

8 }+ x5 r1 R! R& V7 M8 e% D

, t* J* ?+ q% ^4 p9 A7 v

6 e: g- M; Z$ F( x" y
( @# _& O; B  O# k

! \: B0 H1 g7 g5 u
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
3 g0 c5 F7 K3 ^. Q% a1 Q7 S  `1 e

9 O( h: I/ k  S9 V- D
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

, k/ a9 ^+ D8 _6 d

4 C( k9 j) U$ m$ C
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
+ _2 }% x' }  i( C7 A

2 k- d5 g& ]8 q& v
- U8 M4 e- O/ l

" q" G' E& s# y# _  y
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  
. b7 i8 q2 Z$ e. S3 i- A0 P

7 b6 x# t6 {+ j9 s. R
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
+ b9 O" D& r, c) M  @7 B  A

+ E' M* s* v1 u2 C/ O( l8 b# B

9 V# j. U/ h! p% k. p% h
如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理
4 }. _! e( x2 r% j8 P
如前面结论   接收机整体的NF  只需要关注两样
+ q( G  a, }6 c
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
' C; Y, `6 ^, Q7 G' u( t
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
" H8 R5 N+ [. l
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
* F/ P" f0 y/ k9 E( m. d# c

9 W, O0 I0 E7 _
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?

. X' }/ A/ \' ?% N6 g8 Q

2 E1 y, a( o* {
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

7 d: c  _0 \+ M( v

2 t' G/ {6 N" T" F/ \
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?

- l) _: q4 d1 i3 L
" s  J* k+ y0 G- \8 k7 ~* Q6 x
文件中的Noise Circle 是针对LNA的输入阻抗  也就是所谓的Source-pull

' d  ^' O. K8 p* m  n7 p& g- i2 v
2 k- z6 A4 w" m, O

% A4 W: y- I) 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  

7 Q% [9 N4 ~0 c' g/ j  K

# N: s9 |2 I% O4 W$ O0 o: I
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

4 }3 t# H" u% Q- l/ g" C
! x! N4 e% L1 E* K
- c1 G- p# P# H: w

" ^! e% [" j- c8 q- H( Y  @
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

9 G; D9 r  \5 Z% y" h

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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
1 _( j+ C- z! O, k8 Q& Y
% m( g" W) }$ F2 X档主功力深厚啊.   
. J9 |( f) |; g0 |" j0 Q
2 Y! A8 B, j$ r0 P1 L# V4 e有个二个问题想请教楼主:
9 }$ c. J# l* `$ \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% [* A8 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。
$ {( }- W+ Z3 X1 m! F3 F1 x) ^( @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^ ^
+ T# }) f6 P6 n' l! j0 m, J: 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
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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。: ~" R$ F9 H5 M% f) S) d  g

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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
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- S( C: `; D$ H& n

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学习学习!
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