本帖最后由 criterion 于 2015-1-31 02:16 编辑
7 Q: D8 l1 e4 v" V9 f1 ]1 E4 ~% B+ ?7 }' v$ ?0 |% B* O" G- p
以GPS而言 一般是前后都加 / z. E" q5 Z/ B6 r* [
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。 3 i: J# u2 y) ~$ t- ~" d
' I4 U' ?0 i# E8 I, i! y$ B6 ]$ |; \$ `* P! `
! `8 w4 u+ I4 X* S7 m
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)。 ; R" ~7 K A! j+ }) B
( n, Q [; v; n5 B3 d. l( y& I8 ^& ^) B4 O. |
0 `0 f+ @# r7 V3 b7 t5 E! J! R G/ L) a$ u. k P. f
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， ; k1 Z$ E' t8 K, |, M o& |
0 D. J& W3 k6 O% g1 j$ c& c- K2 m$ E6 P4 K1 w! J
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: . j. g, T' E4 R7 G
V6 g% R0 b' a$ i. E) @& y. u2 o! X) c
0 O4 [/ d0 Z, q; `1 ^
- N/ i3 Y; o9 ?" \; X/ Z, @* T8 `; B0 s( q
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，" K6 {' d5 g/ S( N: i; T: Z6 x; J
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， 3 H4 \$ M1 |9 J5 z# A5 R
4 ^+ t% G! g$ E! s. s0 G( c- w/ r6 G$ ~* t2 Q8 t: ^( ?5 M& k# Q3 E
5 `0 W8 l9 @$ u& m1 }' D
* }: }2 y1 `/ i1 J: e0 m# s ~0 B
3 Z( y2 j2 v6 C2 B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， 1 e8 _0 v0 w3 ?$ D! o1 I' n' X
3 g8 _# h( j7 u而接收机整体的Noise Figure，公式如下 :
- F" L2 Z1 L& w: ]: r, J* ]5 @7 D7 e+ ^# _+ J
5 u- F m1 g. u- p( I
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 , B: ?5 q+ ]$ D' d
因为放前面 其Insertion Loss会直接升高Noise Figure, 而由灵敏度公式可知 :
+ w9 Q* ^3 F+ T$ L! }4 {: s
4 O2 ~9 T( n) I$ u! \2 p
, }! c0 _. ~# ^) t f若Noise Figure高, 灵敏度就低 故pre-SAW Filter的重点是Insertion Loss要小。 ( a7 a1 @1 b9 q. W( S
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 Q+ `1 Q+ N& c1 j, P
' e9 i4 [2 g( R" ?4 ^) @- p
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
' O$ p7 i) x* Y7 y2 z1 o8 }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
+ f# d8 l7 n6 o- ~0 z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 :
: R9 M& y" M4 ?1 v. u6 Z7 ^
4 F" n7 z. u" L1 s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
( ]. A( U$ V. D+ B 所以Post-SAW的重点是OutBand Rejection能力要强
* y- [ a3 Q4 \6 p 虽说通常OutBand Rejection能力大 Insertion Loss就会大
8 W9 r. _& b7 y8 V 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 * J p$ ^: C, @7 [6 d
/ T* N8 E1 A: | h
9 d3 x6 K+ W+ v# E% r+ r2 _
- S& @& T/ ?3 H5 p$ P/ K/ o e; ]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 % f7 f) C6 u) |0 I7 p: H0 c; L
" U6 ]+ r6 r6 P" y' |8 h6 y4 N- f, d& b2 T
1 N& C: T+ @8 G, ?: v- j所以整理如下 :
/ o% \. Y- \! H2 H9 j0 [- ]% h2 V( [
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: w. a' u2 M/ u8 ^" I+ ]5 F8 |
以及LNA自身产生的Outband Noise
. S# I6 n6 a/ R' l* T1 c, S4 A$ ^
7 q/ k, x1 E# M) T" b至于天线跟LNA间 要不要加Matching?
" Q+ A9 p M \0 e- C3 ], Y* D由于Matching是无源组件 会贡献Insertion Loss3 D: Y* c; I+ M- a: }; ^) C
使RX整体Noise Figure压不下来 因此理论上
& T. q) H$ E8 G4 R拿掉可以提升灵敏度( K; y. S6 `; q4 g
6 C! r7 O& }8 o$ `3 B4 R, r& C
: ?2 O# |) u/ Z! n$ N1 B u/ R 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 :
0 @9 y4 R: |& A" Z0 Y" O1 @% r5 `* M& S2 j4 t
( ~. }8 g8 k% |: f
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。
+ m% C( i) l }, m7 N! V2 y' D) Y, Z; i4 z% `$ h+ x4 A
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
+ W; j. Q* q4 p& q B* ]/ Y) n: f( G5 Z4 v9 e) }8 ]. ]. y0 i
) j; J# R- q5 u0 D# X$ S. U
. @" h/ U$ R% o( f! m. O1 n! m7 u2 x4 D" l
! L0 _4 }7 t' I3 j5 D' N2 m! ~4 e | 
/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
