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本帖最后由 criterion 于 2015-3-14 02:42 编辑
9 U" `! J) O" `+ T9 _1 M( q" g( S4 N2 ~6 H* K! G% |
以ASM来讲 P1dB有两个含义 一个是衡量携带功率的能力 一个当然就是线性度
1 L5 {7 c$ M' E& v9 ~8 b
$ W: l3 g+ K# x3 G
8 T( M/ |' G) U' e* c
! H( Q* n* { ]& s先讲携带功率的能力& L7 z# U9 V u$ A. n% o
* B6 K" k& [ e8 J3 r/ Y+ n. k" n5 k
1 P$ o1 E; ~4 Q' e X当PA输出 小于ASM的P1dB时 表示此时ASM 操作在线性区 则ASM的输出功率如下式 :
" }" [* N0 v }$ w: o# s
* N8 a, `5 a( y& t3 Z+ G6 x" }
( N/ r G, p; J4 f( p$ B + c% n& K, s- `
6 d! L6 J {5 S& }3 x
但是 若PA输出 大于ASM的P1dB时 表示此时ASM 操作在饱和区 则ASM的输出功率如下式 : . I: S( P w7 z% g, ?0 x- @4 H7 c
* Y3 ~0 d( p* _2 B
' X0 F* n: v0 s. n
b% w# q' f2 \" e
那么ASM整体的Loss就会增加 如下图: ( q- X C$ R1 c0 z+ ~& r* ^. Y
. F; s9 ^* K8 `- k
- S" z0 l" z+ j1 L% R- ^/ T
信号频率越高 Insertion Loss本来就会越大了 再加上Compression Loss 那么PA的Post Loss会大幅增加 此时为了达到TargetPower PA需打出更大的输出功率 9 P& v* _' U7 J* y$ G; V6 R
) a8 c3 T) V5 u s
$ s+ h5 i. a- ]6 M 1 i: B; @/ n3 s f# q/ D4 y6 j3 Y
+ z" N7 o" ~: P, i3 [4 _
这样PA的线性度变差 ; q6 M% z$ g L0 a! y4 b" R/ g
3 Q2 k0 L: n4 w: z4 q9 d
" P+ ?! n' n+ b# M/ x" Q3 H
' A l8 `8 ~8 H- d5 ]4 @1 B
其非线性失真就会加大 同时耗电流会上升
; v* O! n5 a: D" [1 J9 u" k7 Q! v d& K/ j8 L
2 N2 G& T- m ]# \+ N6 J, R$ R0 T
: e% E# d# m' G$ ?6 Q- T) V& a1 f. q+ A' n3 F) s1 M
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8 y2 T) Y$ {. U5 O' r
# H6 O" ^4 ]# K: }) Q2 ] M0 a& A0 b" U; M# l
6 a' N' u0 t; ?; y9 j8 c
再来是线性度 若线性度差 会衍生许多噪声，例如 DCOffset，谐波，以及IMD(InterModulation)，如下图 :
8 S" o7 \. u4 Z0 f
# z# M& L4 |1 z6 K% Y
其实只要是PA输出的组件 哪怕是SAW Filter, 或Duplexer 都要考虑其P1dB 例如SKYWORKS的BAW Filter, SKY33106-360LF 一样有P1dB的Spec跟限制+ a p% A \( s+ P' q' }/ ]
8 S4 y1 k8 O3 _) W* Q1 J . T5 Q- _$ \3 c0 a
9 U, D g. ?5 i4 U- e& g! M
9 y( w) F& `3 x) f# j6 i/ f7 U
$ t' f d7 E/ d6 O( i9 M
. [6 ~& A& N$ M2 r% R N& F+ t
# N G5 P8 K3 p/ {或是AVAGO的Duplexer, ACMD-7409 其Datasheet也有标注P1dB ! t! g1 H# P! f' X
2 e. M( ~+ i; i0 g. l8 U1 q2 R5 ?4 \/ L3 g" p
2 _0 q2 F: F& W, ?! E, V# B, a
) D2 E6 H3 s5 D6 I* t由下图可知 若TX Filter线性度不佳. g5 Y4 e; v t) A% Q( V! A( v
会因为其PA输出的强大功率 而产生IMD失真 : G; V1 A6 ^% B% \1 K# j
( K( O( D+ a) L/ `. M
; X" W% [3 J& P [ ) N* T6 n+ e' |" R1 Z- [& F( J& }8 b0 \
) `) \- O6 I8 j" P
既然无源的滤波器, 双工器, 都有这样的考虑 那ASM肯定也要考虑P1dB 因此Datasheet同样会标注 例如SKYWORKS的SKY13373-460LF
& ~/ ^+ p" C! q; B$ D: v
+ _. `- {# e5 G$ I
, d& ~5 x6 V8 t: i5 G' d- `) }$ O, X, H. B; @
) l# p& K/ F& x0 {# a2 b8 e! p9 ^
- \2 i+ t2 t* ?) O9 ] 7 c- s) [6 x! w7 x! K: P3 P" Z) k
* p% v. @2 ~* q
- p8 Q# @) |+ k" P. P8 V
若线性度差 就会有IMD失真 以DCS1800与WCDMAIMT为例，
# @2 M# g$ R, W, ^, _ 若发射给基地台的WCDMA频率(1.95 GHz)，与其他手机发射的DCS1800频率(1.76GHZ)，在ASM中产生IMD3，" H5 r6 \; a' i, y1 v R7 h1 J
则将会影响WCDMAIMT的接收性能(2*1.95 – 1.76 = 2.14)。 * _8 P: D5 h& ^3 l9 W! A
1 @( F) u2 `6 [3 a9 h2 U9 ?' Z: z* [5 F
因此IMD3至少要小于-105 dBm，才不至于有Desense或Blocking的风险。 而IMD3的大小 取决于IIP3的大小 若IIP3越大 那么产生的IMD3就越好 所以Data sheet也会标注IIP3 同样还是以SKYWORKS的SKY13373-460LF为例 % U8 { P9 S* A+ K S% q: _
5 F3 }) r# t6 C' l' w
# W, `' m8 [) v# u另外 输入功率超出线性范围 除了上述的CompressionLoss跟非线性效应 其Isolation也会变差
8 L& o) n% ~+ Z" Q5 p$ R4 A
, d& P3 o7 {( f, \( }
/ [4 d, E+ {; ]0 s \/ W4 v h3 r
由上图可知，PCS的Tx频率范围，会跟DCS的Rx频率范围，有部分重迭， 若ASM的Isolation不够好，则DCS的Sensitivity会受PCS的Tx影响。 % p& t% [0 t6 C5 f( J6 S. W
1 a+ y9 J: K$ W4 B$ B' \+ _0 I/ S
( P4 s! N3 b4 v: C7 {! t
另外就是谐波 若ASM所产生的Harmonics太强，则会影响接收性能，
3 W3 |+ L8 G+ j9 L+ U" L! W2 t0 `8 F 例如LTEB17的3倍谐波，就会影响LTE B4的接收性能。如下图 : 8 X6 k% M/ Z$ a4 X5 E
- c! `5 P) Z2 s9 d& {
7 Y+ | F& s- K; X
因此ASM在Tx路径，会内建LPF。 例如RFMD的RF8889A 6 a# |7 N( U; ~9 X1 X8 X) _) d
7 i, J& @% V B
( n" V! `6 T1 u
而Data sheet同样也会标注其Harmonics大小
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, A2 C W. P1 d' j* l, W% R+ g
* B/ U% b) \: @9 T: v
! y& a0 C# I; q! Z7 H7 }
- T' k$ \$ U: s) x# F: z! @2 d3 X; m& O: f" v7 S4 [
) E+ p! q# Q# E% r9 D2 m* P$ _$ i4 O4 U
而我们知道 在PA的线性度衡量中 主要分为AM-AM 与AM-PM AM-AM是关于振幅方面的失真 因此上述的DCOffset，谐波，以及IMD(InterModulation) 皆为AM-AM失真 而AM-PM是关于相位方面的失真 : s$ W$ k& b$ x, x% S, ]0 X
$ z5 ?+ d) O; S" Z% N3 Y
& i, K" z5 N/ y: z, i7 P
影响指标有EVM 既然ASM也要考虑线性度 线性度不佳 除了会有以上AM-AM失真的现象 同样也会有AM-PM的失真现象 导致EVM不佳 如下图: , D+ T! y* b9 i/ o q. ^3 x' P* ^
* A6 g: V% _7 w# g& x+ P
& p( Z% D; }, A- j0 P& I
' U) d5 R' r; d. B- K9 a. p( v+ d
/ e% B C' E% d7 {9 q5 i6 h6 z由上图可知 当ASM输出功率越大 (表示PA输出功率越大)时 其EVM就越差 当然 如前述 PA输出功率越大 线性度就越差 但是由上图可知 即便是一样的输出功率 一样的PA 若ASM线性度也差 那么PA的非线性 加上ASM的非线性 会使得EVM来得更差 所以可以明显看到 SKY13319的EVM(蓝线) 比其他两个差许多 这表示ASM的线性度 对于整体的EVM 确实有影响 $ Q$ J$ A, n! g7 W) w. l2 q2 R6 c- {, o
另外 ASM看出去的相位 会影响其谐波大小 Z7 ]1 v% l( c9 K( R
: W! @" ^# J, p
v( @5 h5 [3 L7 h U
" D& K$ r" j5 O- ^ R- \1 V- M) ?. n/ U( m; I
倘若ASM有严重的AM-PM失真 也会使其谐波更加恶化 虽然如前述 ASM通常会内建LPF 但LPF毕竟是无源组件 会增加PA的Post Loss 而PostLoss越大 其PA输出功率越大 那么线性度就差 同时耗电流上升 另外 通常ASM内建的LPF 对于谐波 顶多只有10 dB~15 dB的抑制能力 若PA产生的谐波实在过大 光靠ASM内建的LPF 并无法完全抑制 ) L5 k9 ^% e, }- |/ V& ?. |
最重要的一点 ASM内建的LPF 是砍PA输出的谐波 无法砍ASM输出的谐波 换言之 若ASM有严重的AM-PM失真 则其谐波会严重影响其他频道的RX性能 (除非ASM输出 再加LPF 但这样又会增加PA的Post loss)
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6 P/ x( M2 s# _% L
6 C/ J6 J+ ]' ^+ A3 B! j: }所以由上述可知 ASM同样也要考虑线性度 亦即P1dB越大越好 尤其是PAR较大的调变技术
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4 X/ Q. i; J! e8 a& q
$ j3 _7 w. W/ P/ ]
/ v; X) K b* x& D. F) }因为这些PAR较大的讯号 必须以Back-off来维持其线性度
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7 x" b: l6 c" {1 {* y$ ]
# o- Q, |/ M; }2 R ! ?( t. x5 {& N9 B5 w
6 g9 ?: @7 ~+ X) q1 z! V否则若输出功率超出线性区，波形可能会被截波，导致失真， 进而使线性度变差， TX性能劣化，如下图 : q/ O; x/ v' |! r
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: ~" J" ^8 S2 ?# O9 P; V0 H3 s$ k* s
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! X" v/ K8 R* L) C: H! a
当然 ASM的线性度 会取决于架构 以及制程 例如MEMS制程的ASM 其P1dB可以高达85 dBm % |4 B/ A/ X8 y; h) @* d
但也会取决于其控制电压 如下图
8 f, w+ \4 O N# ]
% C- o! A: `& U
8 Z7 v- j9 J3 d" S$ ]1 ~, M! D- V( E% } h4 C2 ^: I
+ x6 z5 k9 X9 c8 L" g X4 S/ y Z
一般而言 控制电压越大 其线性度越好 (但耗电流增加) 2 T! V# U d: v( U: E/ c
" P' |3 |6 f8 |) M i. Z
3 I3 z [1 j+ I/ t( I, y8 `
其他详情 可参照 # {; ~4 t" u) W y* m6 r
- x$ G7 V3 p' J5 u) _8 ^) k4 K
' b! ?8 f3 q$ j- E7 M+ V ' v4 ~) }* ]* `
在此就不赘述 - Q+ j& d6 ]6 ~% D% ~
# j' n9 p S9 W$ C. ?0 R& d) a+ z" V( K0 N
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发表于 2015-3-14 02:33
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发表于 2015-3-21 14:03
