本帖最后由 criterion 于 2015-1-31 02:16 编辑
9 j) C* Q3 @: L9 j
/ e+ h- z8 H% Z. b- s. r以GPS而言 一般是前后都加
/ k6 O4 B% A3 @( o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。 7 I3 w0 V6 ]& F9 ?4 K! \" E4 G# |* B
% S/ r0 \0 C3 Y
! e6 Y }2 O9 {
& |: C3 o9 u: w1 V# S8 `5 z, B' ^, E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)。 : n- t6 n0 K# w5 @2 Q* o
# N) g6 r @$ C& B% d) L* _
6 N! S' c8 o/ I; I" H, \
- M: q: p/ D1 O1 n/ @$ \
" y1 D/ A& E* O! r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， 1 ]: M- o. T$ a f
]3 S, t* }- Q3 y6 g* ]
% B0 i+ t8 C: {' p6 n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: " k a' K% T0 ^( c7 {
! N( F G7 G9 R9 ^# Y' u4 m& [: `" l, U, |6 o) z2 m9 r: e+ J
1 p/ Y: n W3 i" l' _
& J4 M% D$ E7 B( J O( C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，
9 f1 D" H9 |1 W/ j. R; T, [4 h 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，
! E# B6 I: B8 g9 p0 ?4 q5 ?/ E8 ?5 q: Y9 c
3 @0 U- g# X2 u+ \ O! S% k
( ]' s8 T. x8 D. g
/ F/ W( u1 m5 @6 ]; L0 W8 Y* h. q6 X/ I# m
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，
7 S+ R5 e4 B0 P
9 f2 Z- a' q [+ k; `而接收机整体的Noise Figure，公式如下 : " ?) ~ L) z3 m' H, l7 I
2 R8 W9 f |6 h7 {0 _, V1 r* m, t) U- n& {" v0 K
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
& N: M" Z9 }6 L( ^& }因为放前面 其Insertion Loss会直接升高Noise Figure, 而由灵敏度公式可知 :
- `0 ^/ K) |2 p7 @7 l$ Y7 ?: F5 H5 a" s, g* ?) a! F
( |# U9 k/ {" B+ [9 ^% `
若Noise Figure高, 灵敏度就低 故pre-SAW Filter的重点是Insertion Loss要小。
% _: D. ?# Y" D H% ]' ^1 m5 `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
9 W3 h6 K& \ f' W4 L& O6 o5 n+ [, w: _/ c" U. d1 m) H
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
/ F4 n r0 h c4 A6 V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 0 g, {. Q! [" ^3 l5 Q+ G/ a
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 :
1 d) k1 C2 j% n0 ^! q. D" a% o8 k2 s( g8 h7 ? t" j5 T- Q
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 1 H- q+ p; I- n6 J
所以Post-SAW的重点是OutBand Rejection能力要强
o. L9 P7 L" x5 s% |& ?" n: ` 虽说通常OutBand Rejection能力大 Insertion Loss就会大 ! e1 i7 R1 e: X. A( N6 [3 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
8 F E3 W, i6 J% H- R9 |9 m) @
3 S/ h+ [& G: p/ Z$ s& x7 c5 ~ r6 B( T0 a+ {; g9 \2 J
! o. G2 B+ P( c+ s, X; d1 K
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
5 a/ ]3 M+ y) |5 I g
& f5 ? y! m+ A# ]. f, X( Y1 T
2 h* P( E/ O! Y9 b2 p" `% n1 [7 T. q" v$ y2 A
所以整理如下 :
0 f5 K" |0 v, h- w* ~9 W2 W1 q. g+ a0 u' S. K+ x
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 Noise( N* ]$ K {3 Y7 d
以及LNA自身产生的Outband Noise
: y6 g9 D2 l) ^, f5 T) V+ _# z) A3 y7 j4 _; Q
至于天线跟LNA间 要不要加Matching?* [' p& ^0 ?, v* D6 h& W0 G- l
由于Matching是无源组件 会贡献Insertion Loss
: H7 a7 s, f. f使RX整体Noise Figure压不下来 因此理论上5 x0 I$ g/ _: }$ P/ ^
拿掉可以提升灵敏度
+ k+ k4 P+ x8 ~$ g$ g0 U* @: u. d6 ]/ z. n$ ?5 r4 H
5 j" D! ^' e; Y! Q0 s/ P. q 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 : 2 r2 W. e) H& N4 T- x+ b
% F1 w+ v' N7 ?$ O. X# K* Y, S, n5 z2 Y; W* z: h- S* u5 ?
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。
" \% I! j& Q( K/ G" J- b% b" t8 [' k6 Y( Y9 z# x
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
" s4 ~& N5 U: B$ R& F
2 I, |; D2 x5 e" w: _- n- T3 }6 V- i' i
' Z9 ?$ u- b0 Y# _5 ? q( W% B
( k- {* }# {, {" Q }* S
9 {2 N+ r, Q% B4 Q9 d& z | 
/1 
发表于 2014-11-11 10:14
QQ好友和群
QQ空间
腾讯微博
腾讯朋友
微信
收藏
支持！
反对！
发表于 2015-1-31 02:13
楼主
