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RF接收路径的匹配流程----以GPS为例

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发表于 2016-2-1 22:22 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
本帖最后由 紫菁 于 2017-9-29 14:32 编辑 ! N' _3 U% P2 E7 i

' @/ g8 u3 ]6 _. |5 {: r9 R 5 p6 _, v3 A% c" a% P
* O& I6 W# S5 G5 N8 W# J( r
为啥我无源匹配明明有调好   但实际测灵敏度时   却不如预期?
匹配电路这么多?   该如何区分优先级?
那几级的匹配电路   影响灵敏度最大??
请看此文件
; x# j! c/ _8 p3 ^1 y, l8 S
游客,如果您要查看本帖隐藏内容请回复

9 z6 w  N, h0 b# L7 I1 `6 X
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 楼主| 发表于 2016-2-23 12:54 | 只看该作者
本帖最后由 criterion 于 2016-2-23 13:02 编辑 8 w5 J2 E3 f4 _9 H% I3 }
liny123 发表于 2016-2-22 11:53
$ |, M. V2 a- o# C谢谢楼主无私奉献3 y1 s. O/ b- p7 B1 W0 x

; r$ b/ {& ?/ R& l4 t: B档主功力深厚啊.   
- e" Y. x  G. d' v  t3 X% p
1  Noise Figure公式里的  G代表Gain    F是代表频率嘛,这个功能有些看不懂

% f- H, Y7 w4 p1 k  H+ U+ ]  [4 B7 L
. }/ E' }& u- K6 {

/ l1 J4 r& g+ c( k+ b1 G$ h
FNoise Factor  不是频率
接收路径的整体Noise Figure   是由各级电路(Switch, SAW Filter, LNA. Mixer……)的贡献  累加而成
由上式可知 越后面的电路  对于接收路径的整体Noise Figure的贡献越小
因为都被分母稀释掉  越后级分母越大  贡献越小
反之  越前面因为分母越  所以贡献越大
贡献最大就是F1  也就是LNA输入端的Insertion Loss   因为完全没分母
+ ^) x0 _- b# r% u4 R
) u: Z+ a2 {  _
3 d$ i) z& u; \
! u0 i& a+ ^6 b: ?- i% R

( M. s4 m4 c% R- x" g1 S( ]& S+ d' e
所以由上图可知 Type2NF最小  因为没有Pre-SAWInsertionLoss  亦即F1最小
同时也知道 Type2只放Post-SAW  Type3只放Pre-SAW  
同样都是只放一个SAW Filter  NF0.67 dB的差异  
原因在于摆放位置
Type2是放Post-SAW  放在LNA后面  所以NF较小
Type3是放Pre-SAW  放在LNA前面  所以NF较大  因为F1变大了
Type1Type3   虽然差了一颗Post-SAW  NF只有0.04 dB的差异
因为Post-SAW是放LNA后面   对整体NF的贡献很小

- U- J% ?  Q$ R& m

; c5 f9 U0 G0 l5 q
再直接讲结论 对于接收机整体的NF  你只需要关注两样

5 Z0 c& Y  c( U5 s" F1 P6 _. x: V
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF

; A# G/ Y. O. n# g& `4 I
这样就够了  其他均可忽略不管

/ W' f, b+ a6 X& `( `! w0 Z
9 F: h1 ?* ?- t; P9 f
4 v( v# C! s; {# ~
2  楼主调试电路的Matching3阻抗不是50ohm ,  那Matching4 又调到50ohm ,
   而这个50ohm 是包含了Matching3的非50Oohm,
   那是不是单独的Matching4不在50ohm阻抗上。; 这样对电路有影响没,
. Q! C2 k) v2 N. r) C( I

( X3 l8 [. S6 f4 S# f, X' p
我先简化方块图好了   如下图 :
6 P8 u7 V% \( u) a$ P* ^, B4 A
: O" }( \  f3 |  w

  h- y3 [0 B2 D$ e# E: Y/ u6 h6 C6 J9 `8 T1 A6 x2 i- `
假设接收机是50奥姆系统  请问你觉得哪一种会有较好灵敏度??
( d+ S; g. ^2 z% R- x6 l
当然是Case2  因为它最终的接收阻抗 比较接近50奥姆
匹配是要看整体的最终结果 你就算每段Matching都调到50奥姆
但最终却偏离50奥姆  那还是没用

6 O9 `8 z8 ]4 u0 F
所以我开头就说了
为啥无源匹配明明有调好   但实际测灵敏度时   却不如预期?
原因在于没有考虑整体的最终结果 只考虑到个别单段的Matching
% a, U# [" g+ x/ ?7 }5 @7 q) C$ L! ^
匹配是团体作战 整体强才算胜利
若搞英雄主义 每个人都强  最终整合起来  整体却很弱  那还是败战
所以要如何使整体战力达到最强 接近50奥姆 这是你总司令的工作
( {% l* G1 z2 a7 T2 B
所以我文件中  Step1Step5  一路都是包含整段  
并不会针对个别单段的Matching
因为我要的是最终整体战力  不是个人战力
. m: b& A/ D2 e) N
" `, W: V7 H6 C

: E6 e$ J" O" R8 x5 n8 ?

# _# E  n7 ]1 h' i

- X5 v- a  U8 A, s
因此回到你的问题   前面说了  匹配是团体作战
若搞本位主义 Matching4只顾自己的50奥姆
但不顾整体战力  没办法补偿Matching3的非50奥姆
使得最终整体阻抗 偏离50奥姆  整体战力低落  那还是败战

- T  c9 }, L: G* @7 j9 M2 U$ M" P. Z

- C" D6 X0 {6 ^8 u
所以文件中调Matching4  是用整段来调 不是个别调
为了要补偿Matching3的非50奥姆  如果单独个别看Matching4
肯定是非50奥姆   50奥姆才叫神奇

% G$ y+ E" Q% l! m

; K1 ~0 N, \7 [0 l' n4 M
但是!!  那又怎样??  我要的是整体战力
我能使最终整体阻抗在50奥姆附近   我就赢啦   
管你Matching4有没有50奥姆
就像太极的图一样  阴阳要调和互补  才有一个完美结果
& D3 h' v# B4 X# N9 o4 Y
/ k+ @4 F" C( O1 [  o7 J" Z' D2 x

' e% N  R) \$ s! X( a' K, ^  _  c& f2 [1 E
Matching3的非50奥姆  要靠Matching4的非50奥姆来互补
整体阻抗才会接近50奥姆  
. t# K1 w2 `' L. W# q

4 a2 S3 t0 Y; O# b: S2 P
所以Matching4 你要调就用整段来调  补偿Matching3的非50奥姆
不然就不要调 反正Matching4已经在LNA后面  对整体灵敏度影响不大
最糟糕情况就是 你只针对Matching4单段  调到50奥姆
那就是白费工 花了时间  灵敏度又不会改善
因为在这情况下 Matching4没有补偿Matching3的非50奥姆
接收机整体阻抗 不会比较接近50奥姆

  F( J) i6 f, A! [: c- v$ g0 L$ C
: d  Y$ k$ t) k* ~- B
+ {0 n  ^9 ]& M7 c( P6 z
如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理
4 l' Z; b% z! `2 z  X" u. z  w
如前面结论   接收机整体的NF  只需要关注两样

1 D% a! j5 S! A9 O% a* V' U4 o
1.    LNA输入端的Loss
2.    LNA自身的NF
0 L! D( X% x+ Z# {4 V1 J
其他均可不管  Matching4, 5已经在LNA后面了   
所以对整体灵敏度  影响甚微

7 h0 Y5 N9 m% O# v9 b
前面GPS Module的例子已述
Type1Type3   虽然差了一颗Post-SAW  NF只有0.04 dB的差异
因为Post-SAW是放LNA后面   对整体NF的贡献很小
SAW Filter放到LNA后面  Insertion Loss  
对整体NF 只贡献了0.04 dB

+ T7 s6 a3 w& {# {' V2 Z
9 D( F1 B' S( g
Matching4, 5  已经在LNA后面了 就算不调   
会有Mismatch Loss  对整体灵敏度会有啥影响吗?

  `9 e1 v# v* ?) l1 h; E& r
/ B3 K* N6 a) Z1 {7 j
Matching4Matching5  正好会影响Post-SAW的输入跟输出阻抗
当然有可能因为没调 使得Post-SAW频率响应改变 甚至Insertion Loss变大
但是  还是一样道理  Post-SAW已经在LNA后面
就算Insertion Loss变大  整体灵敏度会有啥影响吗?
又不是说Matching4Matching5没调
会使得Post-SAWInsertionLoss变大20 dB
所以再次证明 Matching4, 5对整体灵敏度  影响甚微

' b9 p5 w8 {2 y7 c

2 s" Q' x4 Y( `6 e1 J4 T
那你说  因为LNA本身的NF  会直接影响灵敏度 无法忽略不计
Matching4Matching5  都是LNA的输出阻抗
会不会因为没调 劣化LNA特性  进而劣化灵敏度?

2 j% i- U4 a5 H7 m5 A  ]
7 G/ X. t; x8 g# z; K0 T
文件中的Noise Circle 是针对LNA的输入阻抗  也就是所谓的Source-pull

0 V0 k9 Z7 P: ]( ?7 @. j
  i, H7 f8 ]7 V7 J* l  M# {) Q

/ k1 g0 [* V& ?! ]3 _) C( J
由图可知  不同阻抗  LNANF也会不同  50奥姆未必可让LNA有最小的NF  
所以才说Matching3未必是调到50奥姆  
而是要调到LNA能有最低NF的阻抗点位置  因为LNA本身的NF  会直接影响灵敏度  

, k$ y! \  q4 k' g( p2 M/ n/ F

2 R: Z( i4 p: z% E
至于Matching4Matching5  都是LNA的输出阻抗
也就是所谓的Load-pull  当然会影响LNA特性
但影响层面 主要是Gain跟线性度  而不是NF
& N; e, r& ]; r$ B

9 m+ X: O, O5 W# m* n

2 j* Y6 e  N" q( _( g" w
/ c7 V. x0 X" M( F! o0 q7 L
当然LNA线性度  也会影响灵敏度   但那是考虑到有外来噪声时
在此先不讨论这情况  
在无外来噪声时  整体灵敏度   当然只需要考虑LNANF
所以不用考虑Matching4Matching5  因为它们只会影响LNAGain跟线性度  不会影响NF
所以还是再次证明 Matching4, 5对整体灵敏度  影响甚微
, c; I, ]& f- n7 x. m. d

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发表于 2016-2-22 11:53 | 只看该作者
谢谢楼主无私奉献
7 M  ?5 e% @# s+ J: d$ h
3 q4 ?, G, t7 e- U9 t档主功力深厚啊.   
7 H" u0 E. Y4 t
; \' w. S* g, G5 a' [' P& k' i+ `有个二个问题想请教楼主:5 v- ?+ t* I6 T. u0 W+ I
1  Noise Figure公式里的   G代表Gain    F是代表频率嘛,这个功能有些看不懂
& \# C5 o# }( H2  楼主调试电路的Matching3阻抗不是50ohm ,   那Matching4 又调到50ohm ,而这个50ohm 是包含了Matching3的非50Oohm,那是不是单独的Matching4不在50ohm阻抗上。
( h* ?/ [" I5 F' w这样对电路有影响没, 如楼主所说 Matching4, 5 对信号的影响不在 ,我是想了解下原理,望楼上解答 谢谢啦^ ^" K0 M! n/ j$ h  y

点评

1 Noise Figure公式里的 G代表Gain F是代表频率嘛,这个功能有些看不懂[/backcolor] [attachimg]109191[/attachimg] F是NoiseFactor 不是频率接收路径的整体Noise Figure 是由各级电路(Switch, SAW Filter,  详情 回复 发表于 2016-2-23 12:54

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发表于 2016-11-1 21:01 | 只看该作者
6 C  a2 |7 J8 e, T% G
实际应用中,发现第二种接法对来自带外的干扰,抑制力很差,当频带外不远的频段出现较大的干扰,会导致LNA饱合。
: z4 @. T5 \& ]

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发表于 2016-2-3 15:56 | 只看该作者
原来大家在这里也很活跃哎

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发表于 2016-2-22 08:28 | 只看该作者
好资料,此楼主分享的资料都是实战宝典,且这精神值得学习。3Q

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发表于 2016-2-23 08:55 | 只看该作者
下来学习下,谢谢分享!

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发表于 2016-2-24 09:50 | 只看该作者
好东西学习了

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发表于 2016-2-24 13:42 | 只看该作者
很经典。非常好的经验。

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发表于 2016-3-9 11:42 | 只看该作者
好资料,此楼主分享的资料都是实战宝典,且这精神值得学习。3Q

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发表于 2016-3-10 16:37 | 只看该作者
希望 criterion 大师做本论坛版主,  criterion 绝对是一流的

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发表于 2016-3-11 10:40 | 只看该作者
受益,精彩,谢谢您的讲解!

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发表于 2016-4-21 23:25 | 只看该作者
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发表于 2016-4-23 13:51 | 只看该作者
下载下来看看,谢谢分享

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发表于 2016-4-25 06:43 | 只看该作者
谢谢分享,这呢需要4 M2 i! [  N! C7 Y( ^+ @

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