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标题: 关于LNA选择的问题 [打印本页]
作者: felton 时间: 2019-2-25 14:50
标题: 关于LNA选择的问题
请教大神，小弟最近在做GPS的项目，里面有个LNA需要做器件选型。采购推了两家产品，其中一家产品 NF=1.6dB，gain=16dB，另外一家产品的的NF= 1.9dB, gain=19dB。我认为GAIN值越高，东西越好，所以选了NF= 1.9dB, gain=19dB，结果一个前辈说GAIN=16dB的那个好，还不告诉我为什么。求助大神给个结论吧！6 v. }% _$ }5 o1 U0 q6 C2 H
' y1 ]/ ~- S% ?0 I6 ?- v' z
作者: odayle 时间: 2019-2-25 15:24
放大器不是增益越大越好么？
作者: 汪洋大海 时间: 2019-2-25 16:04
要看系统设计，不能简单的看某个指标。
8 O3 k$ Q: V1 {) |
作者: 汪洋大海 时间: 2019-2-25 16:06
接收系统中最小接收灵敏度=-174+NF+10LG(B)+S/N。 从这个公式看，前端的噪声系数越低越好。
作者: 汪洋大海 时间: 2019-2-25 16:08
从系统级联噪声系数看NF=NF1+(NF2-1)/G1+（NF3-1)/G1G2+...... 从这个公式可以看出G1会影响级联噪声系数。
作者: 汪洋大海 时间: 2019-2-25 16:12
所以，选择LNA，要系统的，多维度考虑。
) q; A8 h" @/ C) Y8 j/ ?通常从系统设计上的噪声系数，增益，线性度 三维度考虑。
8 m% L( g! p v4 z8 H! i8 n8 h一般来说，不了解LNA后级设计的黑盒子场景时，选择低噪声系数的，以获得最佳的接收灵敏度。
作者: 从无到有 时间: 2019-2-25 16:18
哇，版主大神亲自来解决问题了，版主说得有理，通常选择LNA的时候，优先选低噪声系数的，当然如果LNA后极的插损非常大的情况下，增益大小也是必然考虑的因素。
作者: RF_CE 时间: 2019-2-25 16:41
噪声系数是LNA的重要射频指标，它直接表征为给链路带来多大的噪声功率增益，从而对灵敏度产生影响。
作者: rflion 时间: 2019-2-25 17:15
楼上说的都对，学习了
作者: nowell 时间: 2019-2-26 09:05
不懂理论的话，很容易选错器件，所以学习一下
作者: 我能行 时间: 2019-2-26 17:45
谢谢大家的分享，学习了
作者: liangyw_015 时间: 2019-3-1 11:44
大神出手不发凡
作者: criterion 时间: 2019-9-12 17:20
本帖最后由 criterion 于 2019-9-12 17:21 编辑 ! F+ W' N* G: n9 t9 y9 C, f
6 @. J' V7 J& A T4 q3 b& s' _你得从
2 Q0 s4 k1 ]+ r, R/ x {
Noise Figure,
Gain,
IIP3
* P# _+ R9 o/ Z. {, G& b: @( Q/ w1 X
这三者来做全盘考虑
) t0 \& {3 ~7 e3 ?' L
: c! \" w4 {% L5 Y! l& U+ o
9 F3 w5 a- g& B& ^! H+ _* j4 x J! y' D
首先是NoiseFigure
; L' |, H& D! K4 K
2 C, k" j- `' J2 ^ F7 m
3 Q: e* p% q: A6 p, V9 C8 b4 ]
可以看到 F1主宰了整体的Noise Figure
! p& e* I1 q7 K7 X1 R4 S- @
换言之 整体的Noise Figure 几乎就等于LNA输入端Loss 加上LNA本身Noise Figure
所以LNA一定是靠天线摆放 道理在此 因为这样LNA输入端路径才短 Loss才小
这边只要Loss多增加1 dB 你GPS的CN值 就是会硬生生下降1 dB
5 K; ?, b. }$ b( b$ ?
5 U! W! _7 C! X& X! K& O
同理 LNA的Noise Figure 当然是越小越好
因此以下图为例
& T: D5 t+ Q3 g4 w
5 Q+ j% J m" p6 q1 M6 _2 B& c2 x
1 B T; i* h, l& o" w
% v# A- \' e* L& v& M6 y
整体Noise Figure = 1.3 dB + 0.9 dB =2.2 dB
4 t& k4 E/ n) \6 C0 X8 @
* ^0 U- n O G
; N- s5 i' B. H! w. K
+ S$ _! Y- p: L/ ~ O# S# v1 n
7 x+ i- Y5 E1 {4 Y
再来是线性度
有可能LTE B3的2阶谐波，会跟外来的LTE B2，产生GPS频段的Intermodulation(2 X 1712.5 MHz – 1850 MHz =1575 MHz )，
而该Intermodulation幅射到GPS天线，
形成InbandNoise，SAW Filter滤不掉，使得Noise Floor升高，CNR下降
( O& b# H0 r; f4 R; D5 B
s5 d2 @9 D( v8 v( p# W3 n) I- E: }* `
或是LTE B3的2阶谐波，以及外来的LTE B2，都辐射到GPS天线，
透过GPS LNA产生GPS频段的Intermodulation，使得Noise Floor升高，CNR下降。
; S2 |; F3 E. h; I# n
5 s" \3 y2 F+ X" R9 G# \) p( Y
" L: T; W% u# O& s7 {, W
+ `% K5 I* I. i6 D/ v2 @
* S# V _0 B% L# B @
以上两种机制 其InterModulation都是透过LNA的非线性产生
而公式如下:
) A* |) H! V5 A0 Y5 u" `+ @$ ^# T$ [
) r/ W; t) b D, ~& v
3 J- ^0 C) |# X2 @
6 G ^: Y. {, F可以看到 如果LNA的IIP3越大 则产生的InterModulation就越小
当然对GPS讯号危害越轻微
所以IIP3 当然是越大越好
- `/ N0 r* s" M" Q# r2 Q
" H$ o- @0 o( r/ G! r: a+ q3 T7 C" d* d% D
; K. g) a( b2 K* U) U, e; f9 y0 _3 X6 [
最后是Gain
; [" t H4 y& m5 }
7 g: o' W0 r3 s7 ]
8 t- W5 ^) T9 N& v; Q$ M
9 b8 M, d' A! ^再看一次这公式 Gain在分母 越大就越能稀释F2, F3, F4的影响
所以你会认为 Gain越大越好
# L& \; q' ]7 \
3 \- N- Q, `' `: U% E# p: I
Really?
5 D- N+ |% \3 |* C$ M
& d# J, e, E; p% d p& u
5 {, {5 g+ A( ?8 u
我们以这架构 直接画图
; t) W5 }' W1 V# S: D# T g* w
2 D% F. b4 b2 J1 N
4 K/ i" R3 E$ }) {+ y5 x7 }/ j/ `
可以看到，在Gain为15 dB之前，确实是Gain越大，整体接收路径的Noise Figure压越低；
但Gain为15 dB之后，即便Gain再怎么加大，整体接收路径的NoiseFigure几乎没啥变化。
所以LNA的Gain，对于体接收路径的Noise Figure的改善，是会有个极限，并不是Gain越大，整体接收路径的Noise Figure就会一直降低
4 S5 @0 k) b' K
. ^/ x+ ^3 K0 c# S) ]
此外 一般而言
Gain越大 其线性度就越差
! @. Z* i- c% b$ i* s
: _5 P: e( d( P( J6 W5 ^5 |, C; I3 I+ m
! C& ~1 j! V: [7 }* J" Y& T* G- W7 X2 y3 ^5 ?- z. |: _% h
* ^" f1 {! J. o5 Z! Q
因此 以那个图为例
Gain = 5 dB跟 Gain = 15dB, 你当然选15 dB 因为Noise Figure可以压得比较低
但是
Gain = 15 dB跟 Gain = 25dB, 你还是要选15 dB
因为这两者 Noise Figure几乎一样 但25 dB的线性度肯定较差
* l2 L- N$ }8 W+ C! K
6 U$ e/ X* N- c
所以Gain的挑选
不是越大越好 也不是越小越好 而是刚刚好最好
因此高通对于GPS LNA的规格 有下述规范:
5 E' K' `5 o* A9 D5 H/ h
" w0 a/ J0 o0 |: R0 Q8 O' y
2 [8 s9 r: h3 B/ |
作者: xxying2008 时间: 2019-9-13 07:07
学习一下
作者: 上山砍柴 时间: 2019-9-26 21:20
大师！学习了，感谢版主们
作者: DarinLi 时间: 2019-10-1 23:18
学习一下，非常不错！感谢楼主分享！
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