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本帖最后由 criterion 于 2015-3-14 02:42 编辑
$ G7 F; `+ W# A+ S' b F/ Z( q5 f% y5 u
以ASM来讲 P1dB有两个含义 一个是衡量携带功率的能力 一个当然就是线性度 8 l- q1 ~6 T/ N5 Y% r0 G
5 M* x& {$ j* C8 _6 v5 x+ b
5 ]! q' z ~/ k2 h
/ v; U; z2 J& `5 d
先讲携带功率的能力
9 A% q3 r8 i0 y0 [- Q
: H t5 u; `1 Y; [4 n8 N! v t; ~- R# u& A2 A) X! T, d
当PA输出 小于ASM的P1dB时 表示此时ASM 操作在线性区 则ASM的输出功率如下式 :
0 I% k' z4 P. k4 U& k+ [
* ^4 G2 ]' M7 X3 p9 P6 c; f% |. n
+ {1 r9 P4 g3 u$ R4 ?8 T ! Z$ N! D7 n, O# j3 X
. ]+ W( |$ J2 p1 [但是 若PA输出 大于ASM的P1dB时 表示此时ASM 操作在饱和区 则ASM的输出功率如下式 : 7 N2 _ W7 l3 F' u* ?! x
3 G5 R" _2 b6 E$ _. N
8 c8 h7 }" Z c. U: ^5 @: v
7 U* _ |$ o0 I$ U* ]那么ASM整体的Loss就会增加 如下图: ! P; o: O2 Y5 \, |- E
" T+ C4 I1 _4 L3 K! F r' l7 _+ Y
& B) w6 C Y5 S
信号频率越高 Insertion Loss本来就会越大了 再加上Compression Loss 那么PA的Post Loss会大幅增加 此时为了达到TargetPower PA需打出更大的输出功率
+ I& {" i$ M, Y F
( \9 P- M+ j. D4 I R: @
?8 M: j4 |: C+ }7 Z- z- N/ H - Z" f& [' M2 J* U" s. |& X
1 L/ F) _" O9 |7 }' _
这样PA的线性度变差
+ c7 _1 @* ?+ ]8 ]* l" j
e+ a" \2 I' z$ n
! q3 B! c2 O( i2 h3 ^! Y% ?6 W! {- ~0 A) [
其非线性失真就会加大 同时耗电流会上升
f/ R; }% ?) J
e3 Z! w# k" j0 V) r% A. o( x
" K) ?+ w8 S7 O* O) _% r' D/ N7 x
! }0 {# M4 w$ j4 d& k2 |
4 q* V" n( S+ o6 M; i8 o' k0 g% i9 b c8 i' c6 S e, D
9 ^2 i. r( S; {# F2 v6 o- u1 ^
, M! g3 A F' Y# ]$ E6 ^0 r& y3 M+ b5 | B+ Y* U" } K/ I) V
再来是线性度 若线性度差 会衍生许多噪声，例如 DCOffset，谐波，以及IMD(InterModulation)，如下图 : . _7 o1 A* B) L7 K* C( G; c
5 Y, F K8 s7 E6 h2 b+ [. _
其实只要是PA输出的组件 哪怕是SAW Filter, 或Duplexer 都要考虑其P1dB 例如SKYWORKS的BAW Filter, SKY33106-360LF 一样有P1dB的Spec跟限制. }3 s# \2 F6 _/ {$ s& j9 Z
) C6 r- G$ N& t9 s3 f
- [: Q/ d: m0 G% a) c5 ]4 O
8 X5 q6 C# y0 T. _& v6 g/ z$ S1 [' g+ a: Y( o
5 t2 F. D$ o/ ?7 p+ `) U a* K1 U6 k8 n+ M
. ^9 q, z9 K( @. Y
或是AVAGO的Duplexer, ACMD-7409 其Datasheet也有标注P1dB ! V. T! N) a( y2 E! o
3 c/ q& i( G& o4 r: z
! [8 c1 h' }" @/ o
& ?- S; m+ O1 t" h- f& E" l3 d+ W1 G) n
由下图可知 若TX Filter线性度不佳3 d: j0 F. b: n3 N2 s
会因为其PA输出的强大功率 而产生IMD失真 0 r2 j5 j/ }% K$ o$ j3 g
) {3 S; H7 v( V, p, ?3 j4 v. K* u( S: Y/ Z- a
+ n/ W- T9 `4 c! |1 F4 D' w, }$ ]1 X$ F N
既然无源的滤波器, 双工器, 都有这样的考虑 那ASM肯定也要考虑P1dB 因此Datasheet同样会标注 例如SKYWORKS的SKY13373-460LF0 b" x4 f8 ~" d4 P2 S6 a3 M
% Q8 c) ]0 T1 w* e6 s6 M
$ K4 l: U' f# c% q4 c4 ^+ _, L& o( ^) Z; r9 W5 ~/ U
, V" s$ `* f3 s/ `# k: R+ e; i; @2 o/ ^+ M
$ w$ \' c# M, \2 U, F# i7 E" v
3 j, g+ B3 S$ m! N
7 @( z+ x# h" W8 v: E7 W; T5 g; h% T若线性度差 就会有IMD失真 以DCS1800与WCDMAIMT为例，
; p) A2 x* c8 G" G) r 若发射给基地台的WCDMA频率(1.95 GHz)，与其他手机发射的DCS1800频率(1.76GHZ)，在ASM中产生IMD3，
: z5 z2 @9 d9 r0 s3 D3 u 则将会影响WCDMAIMT的接收性能(2*1.95 – 1.76 = 2.14)。
' @! f6 r- Z% U7 I* F; w
) m5 k: u. O e; B9 w2 [# G
+ ]- o" x- F2 q/ R9 [ G+ E
因此IMD3至少要小于-105 dBm，才不至于有Desense或Blocking的风险。 而IMD3的大小 取决于IIP3的大小 若IIP3越大 那么产生的IMD3就越好 所以Data sheet也会标注IIP3 同样还是以SKYWORKS的SKY13373-460LF为例
% p* l' U" O& f/ ]" R; \
! W I$ m# M Q5 y( W
, l8 t! r4 X, n/ K4 A另外 输入功率超出线性范围 除了上述的CompressionLoss跟非线性效应 其Isolation也会变差 " r3 j$ V9 a1 w( p4 a7 Z/ Y# n
7 `5 j, Y1 \9 ~" |& j9 x' k# X; @4 [, i" [# }, i
由上图可知，PCS的Tx频率范围，会跟DCS的Rx频率范围，有部分重迭， 若ASM的Isolation不够好，则DCS的Sensitivity会受PCS的Tx影响。 1 R) q/ P1 u2 `$ j% j/ s# w
: |+ u/ y9 A) l" d
6 G3 f* c1 k/ k3 w
另外就是谐波 若ASM所产生的Harmonics太强，则会影响接收性能，8 d" @- k/ F& P7 v
例如LTEB17的3倍谐波，就会影响LTE B4的接收性能。如下图 : 6 ?& w' E9 ]$ P" A& O3 |1 r
: I, a0 Q* Q6 |1 K+ g0 I- f# X4 l+ r; y% `2 O
因此ASM在Tx路径，会内建LPF。 例如RFMD的RF8889A
( u6 F H3 _/ O
+ o, u3 s& ?, x( Q; i! G
1 k' _' e+ W6 }5 W
而Data sheet同样也会标注其Harmonics大小
# o; ^) G7 i+ n5 P6 h3 Q
# Z$ F" }1 b9 o2 l+ S4 A' H! M/ H6 n# J* `, l0 V
& [4 K; u: |! ^! V
) n! P2 i- {3 a& ^/ U
U( y5 X1 P7 J& ?& |
0 k+ z/ c: i# N) g) a1 m% M* j
2 v/ u; C% A o0 Q/ d/ I而我们知道 在PA的线性度衡量中 主要分为AM-AM 与AM-PM AM-AM是关于振幅方面的失真 因此上述的DCOffset，谐波，以及IMD(InterModulation) 皆为AM-AM失真 而AM-PM是关于相位方面的失真 ) e0 t% z% q1 F3 }
" P7 Z2 s' ~; }+ u" c4 V" \# w
& X1 x2 [. J( _& G5 i影响指标有EVM 既然ASM也要考虑线性度 线性度不佳 除了会有以上AM-AM失真的现象 同样也会有AM-PM的失真现象 导致EVM不佳 如下图: / |6 ~4 G& V! f; P
/ F9 R+ r; E/ k# c0 N% Q2 S$ R$ v
, o0 D& F7 o# h9 c" }7 R
7 x( B8 @ j7 \7 v由上图可知 当ASM输出功率越大 (表示PA输出功率越大)时 其EVM就越差 当然 如前述 PA输出功率越大 线性度就越差 但是由上图可知 即便是一样的输出功率 一样的PA 若ASM线性度也差 那么PA的非线性 加上ASM的非线性 会使得EVM来得更差 所以可以明显看到 SKY13319的EVM(蓝线) 比其他两个差许多 这表示ASM的线性度 对于整体的EVM 确实有影响
4 N* A0 j# e' p# V3 U另外 ASM看出去的相位 会影响其谐波大小 / v; M. b h8 i% h
- W* l; A- H* E' D7 J
9 d( S9 h' R2 V7 r* |( D/ x v5 ~ + _$ L# w2 R* I& E; g3 A4 T! u7 A
, C. E( V! }. Z K0 i. u" H
倘若ASM有严重的AM-PM失真 也会使其谐波更加恶化 虽然如前述 ASM通常会内建LPF 但LPF毕竟是无源组件 会增加PA的Post Loss 而PostLoss越大 其PA输出功率越大 那么线性度就差 同时耗电流上升 另外 通常ASM内建的LPF 对于谐波 顶多只有10 dB~15 dB的抑制能力 若PA产生的谐波实在过大 光靠ASM内建的LPF 并无法完全抑制 : d5 t2 \1 s6 H! M" i$ I
最重要的一点 ASM内建的LPF 是砍PA输出的谐波 无法砍ASM输出的谐波 换言之 若ASM有严重的AM-PM失真 则其谐波会严重影响其他频道的RX性能 (除非ASM输出 再加LPF 但这样又会增加PA的Post loss)
( G7 S' B: A4 Z/ g b& p( ^' m* x
0 l1 ?* W) E2 a, y( ^2 `& v所以由上述可知 ASM同样也要考虑线性度 亦即P1dB越大越好 尤其是PAR较大的调变技术
* r* U0 l; h" `& O$ b0 z
6 k6 C' M0 I8 Q6 i
* @8 U, a6 p# w: D$ |! x
' F) `9 [! q4 V' X+ l# L) |
因为这些PAR较大的讯号 必须以Back-off来维持其线性度
5 W! g4 H! L- V$ Z/ e9 I* o$ H0 c5 N
( g$ [5 J7 P* x, Q1 f; T' L# s
) O" U8 p* Q. M5 @( D
( L. L n: d" v9 X% G$ q& \/ F4 [$ D: W6 ?# k: \+ L2 P
否则若输出功率超出线性区，波形可能会被截波，导致失真， 进而使线性度变差， TX性能劣化，如下图 : & l% P% z8 j; D. O+ C
- G, B( x4 O0 D. m
% j7 z% Y0 m- l' o
1 Z$ B& c" w) w3 u. T: a# e! T
% V9 p6 I% j, v! W: [: r% V5 {: S; h
当然 ASM的线性度 会取决于架构 以及制程 例如MEMS制程的ASM 其P1dB可以高达85 dBm : ^/ r- }) S( N
但也会取决于其控制电压 如下图
$ u; g# L: J" f( A5 P6 Z( ?
3 w( I' `( @1 Y3 \& }# I
0 I) M d3 l3 _ a7 d
; a" k. I6 \) e9 q6 s1 @
+ ?( a' Y _; C" J Z7 f0 E; O" P {# p7 F4 P( J
一般而言 控制电压越大 其线性度越好 (但耗电流增加) " ?8 J6 P" Z. N. G
1 r; n2 n, |& G) f% G) p( f
0 s: Y- z( F9 L3 e4 x. R3 [$ e1 K
其他详情 可参照 * I& Z' Y% o" `- n, l3 @, b$ `
* T! D* w% Z3 A: J- g" F
! U# Z- I4 \2 i( F4 \7 k) U ; u# m& L8 W. A" ]" c; c& N
在此就不赘述 + f. c7 O$ B3 n w3 o, H
. X4 I/ I* [0 }" }2 z- E1 _
( B J& l( N; G8 F8 l5 | | 
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发表于 2015-3-14 02:33
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发表于 2015-3-21 14:03
