本帖最后由 criterion 于 2015-1-31 02:16 编辑 * B h) y$ R( m
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以GPS而言 一般是前后都加 ; M* j; m7 b4 N
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。
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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)。 & G! M7 B4 n ^/ H Z8 i
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8 z; b2 b/ \5 L3 U; |6 d% H
~; V( ~ Z% I, H, H1 p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， . `2 y2 P) j# O2 |% y
+ A# l6 b4 Z1 d' ?1 H5 N a, Q
2 E2 Q8 \' y1 t9 {; i6 B& f4 R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:
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/ @; {6 d* O- u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，
# a3 g7 ^5 ^$ A6 {( V% d6 `5 x 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，
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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， / v; r2 c" @% O* R
: V9 p# {+ f2 v9 b而接收机整体的Noise Figure，公式如下 : 4 u, H" C$ a- b l# y. }4 p
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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
+ j8 a/ J$ L# K3 Y; J因为放前面 其Insertion Loss会直接升高Noise Figure, 而由灵敏度公式可知 : 1 s7 u+ y0 @0 t* W1 \2 E
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2 ?' Q' T" l7 V5 z" \6 [ ]若Noise Figure高, 灵敏度就低 故pre-SAW Filter的重点是Insertion Loss要小。 7 b7 o Z& o3 o
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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' N w6 F9 l4 d$ f8 X( Z# D* B( g V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 7 j8 W5 Y. G0 H- d* }. o
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 : w. c0 n" }1 E% Y6 K+ K
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 :
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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 ) B6 I3 w; X5 r2 @* o( w8 o
所以Post-SAW的重点是OutBand Rejection能力要强 ! l5 \* a# u Q2 g) Z. Z0 t, ?
虽说通常OutBand Rejection能力大 Insertion Loss就会大 & t) B% N' I, |
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 , L6 H$ x& V1 O' o% u; l. g* t$ C
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2 s. V- b5 q. K+ ~
! N% Y- C: r) T$ F$ G: V0 `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 0 T h3 r5 o2 c& `( G3 o
8 Q* A( G1 q& a Y7 _! P$ B( T
4 A7 o/ K; O+ M( C6 Y# [
. P, B: W8 R# A( J# C3 C! b5 ^" D* k* [所以整理如下 :
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( |+ V; i! {5 L
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
; B6 t# x0 P) P' r: Y( f j 以及LNA自身产生的Outband Noise8 T- u* L1 [, }5 O# t3 s, L2 N
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至于天线跟LNA间 要不要加Matching?
) d$ }5 [% I4 Y( j# ~由于Matching是无源组件 会贡献Insertion Loss
, E/ X6 _9 t& D/ J- x4 D使RX整体Noise Figure压不下来 因此理论上9 Y% A; C/ k9 g% c' Y
拿掉可以提升灵敏度
~3 z& l9 r1 @3 o4 t7 e: h3 \- J0 r3 d x' D0 T: }+ I& C
+ r" D3 g& `7 z$ L' M0 B 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 :
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* \' F7 d0 _4 p0 ?% Q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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8 k* E( p0 B: 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
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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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