本帖最后由 criterion 于 2015-1-31 02:16 编辑 + g4 {0 R9 {3 M g0 j; D1 b+ j
* p% q% Q. v3 L" q5 W$ t3 U以GPS而言 一般是前后都加
" V4 g6 E$ q4 E3 m# c: {% w当输入讯号在LNA的线性区时，其Gain为一定值， 但当输入讯号过大时，会使LNA饱和，导致Gain下降，亦即灵敏度变差，称之为Desense。 + o7 s' R; o, D3 v. g8 j7 \
/ o" W+ E. o2 d4 v: Z3 C
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! H b$ \. s5 u+ C) t; M' D若LNA的Gain降为零，即输入讯号经过LNA时，完全不会被放大， 则有可能被Noise Floor淹没，此时称该接收讯号被阻塞(Blocked)。 1 m! u' I" w0 _$ f0 J/ H, S$ e( c
2 w7 H# v9 ?6 ?2 x+ P+ Q8 `: R
G, h* T- _7 V3 S* E! ~
u3 X1 e- K0 C% t, `) K f7 y$ f; g3 K1 m
但由于GPS接收的是太空卫星发射的讯号，其接收讯号极微弱，约-150 dBm，
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4 \, n6 H3 O7 c$ i$ b7 |0 G. W d( H4 }8 o8 J2 ]
因此其接收讯号强度并不会大到足以使其LNA饱和， 加上GPS只有单一Channel， 换言之，会使LNA饱和的，皆为带外噪声。 以手机而言，因为里面会有许多射频功能，彼此间可能会有所干扰，如下图:
9 U B" f5 F) R. _3 k1 A# ~7 d! C$ x$ q% R Z
$ ?. Y) k+ y1 d, x g; m* m: H" a$ b( c2 x3 y3 D9 i/ s" y N1 T
! x& u0 M' o" l
尤其是WCDMA，会有所谓Tx Leakage的问题， 再加上以手机而言，GPS与WCDMA都是用同一个接收机，例如高通的WTR1625L， 所以若接收讯号太过靠近， 很有可能WCDMA的Tx Leakage会先流到WCDMA的接收路径，再耦合到GPS的LNA输入端，
8 ?& m0 c0 A8 l0 l 而Tx Leakage在LNA输入端，最大可到-24 dBm，远比GPS接收的-150 dBm来的大，会让LNA饱和， 8 W# U! }6 y/ G$ o$ D, b
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& t2 H, g/ G& y3 l$ a% |5 P1 e
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因此一般而言，会先在LNA输入端，放上一颗SAW Filter，来抑制Tx Leakage，避免GPS LNA饱和，
H/ m+ l; l5 n: P' \3 k1 z+ |4 n8 }
而接收机整体的Noise Figure，公式如下 :
( m( e0 i& m' Q8 q
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9 X) u6 O# ]$ ^% y5 }由上式可知，越前面的阶级，对于Noise Figure的影响就越大。换言之， LNA输入端的Loss对于Noise Figure影响最大，也因此才会说 放后面灵敏度才会好
1 d% [0 ]2 E, U. K) \# K" U" r因为放前面 其Insertion Loss会直接升高Noise Figure, 而由灵敏度公式可知 : 2 j) a9 l+ \) b& V6 S+ ^5 l, \9 M
5 t' J( F9 Z$ M* F4 s+ y5 m4 l! I2 `
# r, a+ V2 X2 {若Noise Figure高, 灵敏度就低 故pre-SAW Filter的重点是Insertion Loss要小。 ( C' }3 x1 d) d. f
如果要拿掉Pre-SAW 当然InsertionLoss减少 对灵敏度提升是有帮助 但前提是 要嘛你LNA线性度够 不会因强大Outband Noise而饱和 不过这点比较困难 因为动态范围的上下限 分别是P1dB跟灵敏度
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) ]! R9 u8 F& j5 G3 l7 Z; D你GPS要接收-150 dBm这么微弱的讯号 下限给你定-150 dBm 动态范围给你算70 dB好了 表示你上限P1dB顶多是 -80 dBm 所以GPS要饱和是很容易的
d+ g+ B a. q4 W# ?所以在LNA线性度 无法大到抵挡Outband Noise时 不然就是你得祈祷都不会有Outband Noise来干扰 否则若LNA饱和 Gain下降 而由前述Noise Figure公式已知 LNA Gain下降 NoiseFigure压不下来 加上LNA饱和 会使Noise Floor上升 C/N值下降 那灵敏度还是不会好 ! r5 F( w3 T* c: n- y4 q# F
再来是讨论Post-SAW 也就是LNA之后 Mixer之前的SAW Filter 因为Mixer接收的 是LNA放大后的讯号 所以P1dB要比LNA更大 加上由下述Cascade IIP3公式可知 : , k9 {. E. [8 Z! S- C' s
, Z' G1 I1 h4 W. m以接收机而言 越后端的Stage 其IIP3对整体线性度有越大影响 因此可知 相较于LNA Mixer的线性度更为重要 Post-SAW的目的 是砍掉被LNA放大后的外来OutbandNoise 以及LNA自身产生的OutbandNoise 换言之 这是最后一道砍OutBand Noise的关卡 2 \+ o2 b7 h) Q8 Z; @ m( s5 y. G
所以Post-SAW的重点是OutBand Rejection能力要强 0 O$ f2 x7 A% G- ?+ _
虽说通常OutBand Rejection能力大 Insertion Loss就会大
4 J9 C4 W/ ^+ Y8 U 但LNA后的Insertion Loss 对整体Noise Figure影响不大 所以Insertion Loss大一点没关系 但OutBand要砍得够深 # b6 X: m! A& [2 X6 H, k7 ]
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如果Mixer饱和 还是一样 Noise Floor上升 C/N值下降 灵敏度还是不会好
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5 P r& _6 @% @. ^
( {3 x) H3 l" z' w7 ^$ J所以整理如下 :
0 @5 p; T; O. ~$ D# L! f& o9 n1 }1 m2 h4 E9 y
Pre-SAW : Insertion Loss要小 砍LNA输入端的Outband Noise Post-SAW : OutBand Rejection要大 砍LNA放大的外来Outabnd Noise6 g' k5 g2 p# j1 \# c- N
以及LNA自身产生的Outband Noise& P. r+ }+ V9 ^* k% ^8 T( z
) D$ Z; Z$ s, I0 C
至于天线跟LNA间 要不要加Matching?- U, t9 c. o" j
由于Matching是无源组件 会贡献Insertion Loss
6 Y: h7 ]$ z0 _7 Z# y% m使RX整体Noise Figure压不下来 因此理论上
: `: n l d0 L% O拿掉可以提升灵敏度
& I5 B. L% \; L2 r0 W/ q. ~7 [+ x& `" v3 b% a; U
9 k. K: [, @ C5 s+ T+ V- a* {) U' E 但走线方面要非常注意， 首先，天线到LNA的走线要非常短，因为走线一长，阻抗就很难控制得好，同时也会增加Insertion Loss。 其次，表层走线具有最短走线距离，以及阻抗容易控制在50奥姆/100奥姆的优点， 因此天线到LNA的走线要走表层。再者，天线到LNA的走线，其线宽不宜过细，阻抗误差如下式 : & l$ s8 z' o2 w% Q$ a8 F
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因为PCB厂的制程能力，一般来说会有正负0.5mil的线宽误差， 因此，若线宽过细，则可能会阻抗误差过大，如此阻抗便很难控制得好， 同时Insertion Loss也会因线宽过细而加大， 因此该段走线的线宽不宜过细，必要时甚至可靠下层挖空的方式，在阻抗不变的情况下，来拓展线宽。
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所以若阻抗控制做得好 走线又短又宽 是可以拿掉的 否则若阻抗非完美的50/100奥姆 又没有Matching来降低MisMatch Loss 那走线再短再宽 还是弥补不了MisMatch Loss造成的Noise Figure上升 6 ~! J* I% C" J+ W: D
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# y* o" e. Z C, I
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发表于 2014-11-11 10:14
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发表于 2015-1-31 02:13
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