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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
$ x% c0 v8 V' I0 Y- e" E# }: H
. j6 f: X8 ?" R. v2 Y
' p; v; J- O- K1 D6 Q
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

7 ?6 Q5 N" R5 o
游客,如果您要查看本帖隐藏内容请回复
- k0 F( g0 a, j8 x: 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
3 v* z3 t, u7 ?5 S2 I6 v! T2 }
liny123 发表于 2016-2-22 11:53
- w6 I. k- q' ]$ r8 p' ~谢谢楼主无私奉献
4 z1 S6 O' S+ s! K7 V+ ~/ u' z3 }1 p
档主功力深厚啊.   

  a/ `' v# j! @4 q( Z  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

0 B- n7 R: \  k6 \% M& O

3 Y. e' O, |7 [% [+ x2 Z# [
" L% b/ r: {% ~8 n/ _9 ~
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 R/ b/ o4 m' B( P
, Q9 [" w& }/ N5 n$ W' d

1 d# k5 X. G2 F  h6 k$ |( [
" P; G. p6 u) l* H

3 t. i& x4 V* y0 Z& {3 a
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) r) e. C" D) M$ A. r

: U& D6 S- _6 `$ G; Z
再直接讲结论 对于接收机整体的NF  你只需要关注两样
4 R6 @8 {% W  q* G# Q% `( h! H/ ~' X
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
& j/ r3 Z1 {8 R; w/ ]
这样就够了  其他均可忽略不管
, t# I% @4 J; r. q. a% |( @. Y
% K5 D( a0 M% I1 B1 E' u. R) R
2 B( b) q1 k/ e0 {2 J: k% z
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,

4 D# D9 h7 {7 [" Y8 z! |) |4 V" v

+ m7 S  S" [: a) h
我先简化方块图好了   如下图 :
0 a0 W- I6 d- L- L( ]% q% h# N

2 @+ `2 y0 I/ x0 v+ A
( U; t' ]% @0 I" F$ b+ c

0 Y- P' B/ i( d5 n+ t* X; 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??
. r- X) P6 w2 K  p. k3 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
. W5 |' ]7 |+ x
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

8 z* w1 Z7 s  Y" Y
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
& H: T4 s7 \) c
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
4 `4 _  t; {1 C% w/ h! h1 V
7 }( `  p1 i' R) s2 D. @
+ g# e- k, W$ r  J6 u* H

1 L2 ?5 r% _; @( x  @+ `( i

* }9 T3 S- \; u6 E# I
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
9 p6 S& ?$ T! C- S) x/ |/ \) }% H
  v' U* g) o$ A+ r4 E
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
( I) |( u% s6 I5 R4 z3 ~* S% k

6 W% e! W, ?9 y: Z
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
7 b% c/ m+ B" {* `4 m( o9 |- v

) N! u: n% f* C: Q8 G

# T# p' z9 F  [8 L0 _% |! C/ B. |. I* N: D3 [3 W& B1 w
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  

/ R& W, ?! N& K: ^& H5 P0 E

8 E5 K3 h  ~# t3 p4 G
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
, i6 \  \7 X6 k0 A/ B( ^7 H0 P

! O! Y% y9 H7 N% S) N5 Y

; ]% ~, K5 |3 f, j3 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
7 @; S/ c1 ?$ V  K3 I5 ?
如前面结论   接收机整体的NF  只需要关注两样

2 |: r! ]2 I/ u7 P. i$ T
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
3 f) z9 T: V3 P9 I' g# H
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
: @4 {; y5 i( h' u
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 T+ Q8 X5 t( t- ]5 c  _
: i6 a1 |$ p" ^8 W
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 J0 t4 J( R6 b& g6 f4 d
: h( p; g( B- |* H. Z) Y5 W0 C
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

3 R6 E' ]. D1 v1 Z9 l

$ s0 k6 ]2 G; U
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?

# o3 C1 C% `) [/ Q4 m3 @5 i
3 X5 |( z$ W. x- S8 z2 }
文件中的Noise Circle 是针对LNA的输入阻抗  也就是所谓的Source-pull
# D. S8 i% [7 M: E2 t7 T9 Y
1 }0 A- L0 D2 P% \$ w/ ^3 p8 w
, Y% ~8 I$ X* a! a! 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  
# X- h+ s# ~5 O8 n" O1 k4 n% C4 b

' i- J- H* n, n  V; Y. L. 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

5 g9 L  J$ }) S7 \) ~( g
/ q+ X" I. m; T! N  B' d8 U" J6 Z. r
# i$ q; r, p2 f! U

, y6 S/ d& T/ s  s3 o* 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
  ~. H% L4 R4 {/ b$ v2 K! c1 @+ Q

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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# D- [5 v$ }1 ^8 |. |) ]

% R4 b6 S7 T6 p2 t( U$ u, D3 a5 e档主功力深厚啊.   
1 y; F% _% g4 h. U$ C* X5 [( F" E3 X8 b" y# q
有个二个问题想请教楼主:% t2 ^3 v: k: w) Q4 B5 g
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& L! a# S7 i  @5 n( {  L) x9 Z3 }
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。
# U3 }) m: _. J  Q5 r* U" q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# L# f4 w2 t

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。5 [; ?" V  m5 [! }! L' U' [& U$ J3 Z* A

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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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下载下来看看,谢谢分享

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谢谢分享,这呢需要8 t, p* g8 j) N9 p9 p

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