EDA365欢迎您！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
本帖最后由 紫菁 于 2017-9-29 14:34 编辑
1 j3 ?/ g% X. S9 e* ?
. e5 L3 a$ H- {8 E1. 当你输出功率太大 会使PA操作在饱和区 产生非线性效应 * \3 G& M H/ p n
: k' K' ~/ ^. ^
: e+ ?- r% j2 Z1 Q
而非线性效应，会衍生许多噪声，例如 DCOffset，谐波，以及IMD(InterModulation)，如下图 :
5 P9 r' P; P0 z, q! R. D7 W* s8 Q, G2 B: M+ n4 }1 g& ^
而三阶的IMD，即IMD3，其带宽会是讯号的三倍 因此会使两旁频谱上涨
) q; ^& S, r5 \: A6 c$ Z
{0 D, k m! ^( e" [+ n
而IMD3 又牵扯到IIP3 IIP3越大 其产生的IMD3就越小 所以简单讲 ACLR就是TX电路IMD3的产物 测ACLR 等于是在测你TX电路端的IIP3
( P9 W& t/ Q, \8 h" f( P3 ?8 q3 a& F) s
. k5 t1 Z3 n" Z6 F9 d( \) `
由上式可知 如果输入功率小 使PA操作在线性区 或是这颗PA的IIP3够大 那么ACLR就可以压低, j! o( `4 L4 [' H% u3 r! e/ o3 Z
' o; S; C8 I! h
* p: i+ D6 W1 t! M5 Q
2. 另外 厂商多半会有PA的Load pull图
& d5 `2 C, |6 W5 K7 a9 H0 l* ^- ^4 Y% O: O# b& v# ?- F" q$ {
Y9 A: O1 c9 K* ^) f8 k
. j) o, s4 t. \0 C
由上图可知 ACLR跟耗电流是Trade-off 这是因为PA的线性度与效率 是反比的 你ACLR要低 那就是IIP3要高 线性度要好 因此效率就低 耗电流就大 反之 你要耗电流小 那就是牺牲线性度 ACLR就会差 所以一般而言 调PA的Load-pull时 多半就是调到最常用的50奥姆 以兼顾ACLR跟耗电流. k! [/ Q$ g. z8 H! r
) ]: R. ^7 Q) Z. f* F
) m! p; I0 x' R F* L! A1 U
3. WCDMA的TX是BPSK调变 非恒包络 因此其PA须靠Back-off 来维持线性度 当然 Back-off越多 线性度越好(但耗电流也越大) ! Y/ o! L8 A3 m9 P# @0 d# x
当然，有些平台，在PA前端，是没加SAW Filter的。* K1 c8 n& F- y8 ]* n0 ?. M
而拿掉SAW Filter之后，其ACLR也不会比较差。 : z$ q2 g! i% F, C" h3 x
. {! H0 E9 s v
5 j# z' t0 ~3 C0 r& W8 A
这是为什么呢? ' L1 x) T8 v8 q
其实由以上分析可以知道，PA前端的SAW Filter，之所以能改善ACLR，$ J3 W9 {, }. b* n" [
主要原因是抑制Transceiver所产生的Outband Noise(包含谐波)。
! I; \: L9 m: ? 换言之，倘若Transceiver的线性度够好，所产生的Outband Noise很小， 其实PA前端是可以不用加SAW Filter的， 7 W+ G/ C9 u; \6 K
+ z+ N, x4 L' W# l& {
但要注意 虽然PA前端的SAW Filter可抑制带外噪声，改善ACLR， 但若其PA输入端SAW Filter的Insertion Loss过大 意味着DA需打出更大的输出功率 以符合PA的输入范围 (若低于下限 则无法驱动PA) 如下式 :
4 g& O8 }- F5 A8 `
7 r/ }# c( u# y8 _, {) y$ o
7 m8 X' V' T: ]9 f, ~
而不管是PA, 还是DA, 若输出功率越大，则ACLR越差， 如下图 : / z5 k7 N: k/ O
2 y6 T( B8 E; p8 }0 l; P* c
若DA输出功率大 使得PA输入端的ACLR差 那么PA输出的ACLR 肯定只会更差 当然 若用FBAR 既可抑制带外噪声 Insertion Loss又小 是个风险低的方案 但成本不低
. ` P6 J/ C1 H- |. s
! v) Q+ g8 L' O8 G2 d4 |- D
5 p+ r9 r6 w7 h7 q$ w
6. 由下图可知 Vcc越小 其ACLR越差
2 ?( P% F7 W7 Y- q0 E1 K8 c9 m7 L
( s9 R/ T/ q; \. g( @; {' S: h
这是因为 放大器在闸极与汲极之间，会存在一个既有的寄生电容， 又称为米勒电容，即Cgd, 如下图 :
7 ]& V3 M: R0 L# m
, U( m3 U1 J2 u9 W3 ? x
' z# u. S$ N6 N+ O1 O
而当电压极低时，其Cgd会变大。 3 b: k. r" g! X ~
1 j/ H2 x$ j$ C: [0 Z- T
) o9 z$ K" n1 G: o- C
上式是Cgd的容抗， 当Cgd变大时，则容抗会变小， 因此部分输入讯号，会直接透过Cgd，由闸极穿透到汲极，即上图中的Feedthrough现象， 导致输出讯号有严重的失真 简单讲 低压会让PA线性度变差 因此若Vcc走线太长或太细 会有IR Drop 使得真正灌入PA的Vcc变小 那么ACLR就会差 当然 除了PA电源 收发器的电源也很重要 否则若DA的电源因IR Drop而变小 使得PA输入端的ACLR变差 那PA输出端的ACLR 只会更差
4 l3 z- L7 n7 E) O5 ?2 t T9 s
+ w* O0 y+ h8 O$ s& U2 q) k7 j; ?
. n5 h: s L9 k0 G1 W 7. 在校正时 常会利用所谓的预失真 来提升线性度 $ p# p. ^* M& D) n$ e
+ x; n) D4 W. P6 ?
- C5 G: E8 W. I, f2 V5 s3 W
而由下图可知 做完预失真后 其ACLR明显改善许多 (因为提升了PA的线性度) , M2 Q0 a8 F H; m
2 T u9 r5 a* u$ F3 `0 l( p+ q
因此当ACLR差时 不仿先重新校正一下8 Y8 C6 \# E, u E* e
# x8 Q3 ^# z C+ K9 i- T& Y. j4 R- s$ x" I$ T0 J1 m
8. 一般而言 PA电源 是来自DC-DC Converter 其功率电感与Decoupling电容关系如下 : ( X4 X$ q! g2 `' |
; u+ e+ k8 j! N ]
由于DC-DCConverter的SwitchingNoise 会与RF主频产生IMD2 座落在主频两侧 7 H$ }" n$ a1 q* W ]0 w
- X4 C0 t& v M
: t/ r0 [- V$ p( k+ h1 G7 y3 ^% u
虽然IMD2的频率点 只会落在主频左右两旁1MHz之处 理论上不会影响正负5MHz的ACLR 但因为一般而言 DC-DC Converter的Switching Noise 其带宽都很宽 大概10MHz 因此上述IMD2的带宽 分别为5MHz与15MHz (WCDMA主频频宽为5 MHz) 换言之 上述的IMD2 是很宽带的Noise 故会影响左右两旁正负5MHz的ACLR 因此 如果能有效抑制DC-DC Converter的Switching Noise 便可抑制其IMD2,进一步改善ACLR 故可利用磁珠或电感 来抑制DC-DC Converter的Switching Noise 如下图 : 8 _' k; ?- j$ ^! l: |* @$ K% @% U
L4 {4 p! `, J) G1 d
我们作以下6个实验
: f7 p" H% w1 ^
" Z" j2 }8 k9 k' [9 ^8 g \ - w9 }% @8 x0 D0 a7 n. i# u
就假设DC-DCSwitching Noise为1MHz 我们可以看到 在Case2, Case3, Case4 其1MHz的InsertionLoss都变大 这表示在DC-DC与PA的稳压电容之间 插入电感或磁珠 对于Switching Noise 确实有抑制作用 而由下图可知 其WCDMA的ACLR 也跟着改善 由于Case3的InsertionLoss最大 因此Case 3的ACLR也确实改善最大
# d9 k" y F% Q
, k/ o; ^/ b: f! I/ q
3 @7 Y& g1 Q& j, |
" f- X+ r" A6 y5 a3 I0 d, _- G& o" f2 I# X
( n: [/ Q. J- `6 f% U; z: C
Q1 L; e2 M# f# Z
. r" F/ t; M6 r+ n
9. 承第8点 DC-DCConverter的稳压电容 与PA的稳压电容 绝不可共地 因为该共地 对DC-DC Switching Noise而言 是低阻抗路径 若共地 则DC-DC Switching Noise 会避开磁珠或电感 直接灌入PA 产生IMD2 导致ACLR劣化 换言之 共地会使第8点的磁珠或电感 完全无抑制作用 & a- q7 f: ?. O4 I* r2 U. F
而功率电感, 磁珠或电感的内阻 也不宜过大 否则会产生IR Drop 使PA线性度下降 ACLR劣化
% n. s. e& U# f" k k5 x' P! Y" b: Z9 |' c0 z+ [0 s
. f! m- X/ ? T7 P
: G1 k. M" \7 o" I/ }) C
- p$ q0 `" a( R- t5 h6 `
因此总结一下 ACLR劣化时 可以注意的8个方向 1. PA输出功率 2. PA Load-pull 3. PA Post Loss 4. PA的输入阻抗 5. PA输入端的SAW Filter 6. Vcc的IR Drop 7. 校正 8. DC-DC converter Switching Noise
$ v1 C0 A- j# i' z' `
4 U! H% V" v' W- r& T; Z. a0 B B. H4 B: i
# }$ p$ x+ k* M) R$ f; M9 M. S2 ~9 F& d" ~1 P
2 ]5 c* ?- K3 T8 |
$ O0 e; @" ~' Q- { | 
/1 
发表于 2015-3-8 16:55
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 2016-3-31 11:39
