本帖最后由 criterion 于 2015-1-31 02:16 编辑
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以GPS而言 一般是前后都加 6 W$ k1 ]$ u( f: b1 E$ N: L5 }) S
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。 t* o: H2 j) L
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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)。 ~4 A% t* F2 e: T& h$ } _
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6 W! n3 N1 l) n+ I* L! x$ ]0 C
- c" U" a) |* T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， / }8 r O8 }5 q/ h
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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: 6 `) M- T6 l6 J# _8 g: \8 X- G9 n
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9 e; d; Y/ O% k/ r |) M& @/ I$ t s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 P" f+ E2 ~: ^3 S; P 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， . D I4 g( e `1 k
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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， * X5 O# {# u! e4 q2 I4 C9 b' P
9 n, p) Z: k m. `而接收机整体的Noise Figure，公式如下 : 9 l3 b8 M2 U0 w0 F6 K& |9 n2 m
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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
e! z4 x: l* g# J( L( g因为放前面 其Insertion Loss会直接升高Noise Figure, 而由灵敏度公式可知 : / Y7 O& R2 U3 J1 J- H3 P' J
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" ?( c6 u6 g& {% \3 r8 p) L% K若Noise Figure高, 灵敏度就低 故pre-SAW Filter的重点是Insertion Loss要小。
, E3 n. O2 ]' u8 _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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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
- S. ~0 L9 ` ]6 L, K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 : }- g+ F2 `; K; x0 g
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 : 6 k2 o, X2 D* v8 M7 F8 }
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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 " `6 _1 q, B$ ?* Q! Z& g" g
所以Post-SAW的重点是OutBand Rejection能力要强
4 j8 Q, x1 _4 g! l6 g# v 虽说通常OutBand Rejection能力大 Insertion Loss就会大
+ Z* d! Q" V; F9 S, g( |: _ 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 0 l7 X& g/ z- y# E
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' H1 U! v3 `6 j7 r' Q7 N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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4 m: e9 b% C+ C j$ t所以整理如下 : 6 Z2 i6 Z* U& R$ x. T; ]+ o* b
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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' P* x9 \& \& t/ @
以及LNA自身产生的Outband Noise8 x) g8 c1 v3 \; I, a
" `/ {" e5 F8 n# f- O& C
至于天线跟LNA间 要不要加Matching?( Y4 l6 s. r5 T9 n0 e2 G0 m7 r
由于Matching是无源组件 会贡献Insertion Loss
* o p$ U# Z/ N* k/ x# D使RX整体Noise Figure压不下来 因此理论上
# N* y0 \4 N# ~1 `& l' t4 b拿掉可以提升灵敏度# r5 j: z$ {9 I0 {. |8 T
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1 d$ }" ~& V: V' P 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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+ p2 R; @" i! B; R7 R# z6 t) 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。 5 w1 t" A% O$ K0 d+ |0 {
: @2 H* _0 I2 b- l2 v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 1 D0 V+ I$ N* e
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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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