EDA365欢迎您登录！
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
5 d$ _8 o; V/ p( ]% ~* z0 a& N8 n0 ?6 X% n8 {" X6 V3 [4 r
1. 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 N4 N3 V: v I
4 w9 j, a6 E1 H* c% I3 t
, A$ T# t7 A& @, R* x+ M5 W4 e
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 :
: Z0 _ G: i& B+ C2 q! r9 W3 ^4 L! T9 p4 h4 d
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 " m$ m3 G* W _5 \, U7 J, u) r
3 k1 g0 `' ^/ a2 r
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
7 [6 t& i2 l' w# j: h; W2 X0 @. h9 D+ j/ ] e+ u5 x
& D7 L& j2 P+ G; A5 n6 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
+ K' u' u, T0 `
9 m5 Y4 `/ L( @; q9 M2 k
1 d2 t" C' J7 D% a$ S 2. 另外 厂商多半会有PA的Load pull图 8 m' u/ `0 b' e1 p2 m) D8 M
( o/ t& U5 k) V8 o/ \1 b3 b/ M. n2 N3 E/ l
: v2 P Q- D7 [9 e5 Z' _
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
# A" o% b) B* C7 Y
- \: g, ]8 P* O7 h1 P" S4 D
2 ?- Q4 R- j6 \, P% b' ^) |
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)
0 ~ ?7 d2 P+ d o, t3 b, @. w' ` 当然，有些平台，在PA前端，是没加SAW Filter的。
0 b/ a" f; B& z/ o 而拿掉SAW Filter之后，其ACLR也不会比较差。 + @, [+ h& I% A6 C9 @' `: I, l
8 p! X t8 u, z- w S+ x: ^
6 U! K2 B9 g( |3 T, b P
这是为什么呢? & r$ k4 E; s2 U, r% u; C
其实由以上分析可以知道，PA前端的SAW Filter，之所以能改善ACLR，5 X! ?0 c- a! R& u0 Z
主要原因是抑制Transceiver所产生的Outband Noise(包含谐波)。) m* A, a! q& J2 F/ L4 g
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， : M. d/ H! r6 v3 O
9 F' w W, n9 `2 H! m
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 :
( q. K! }! X0 I, b! B# t! B% \ k; D
; o' m: N5 y5 r$ Y6 H
" `- ~- @* s+ z$ h3 u# s
而不管是PA, 还是DA, 若输出功率越大，则ACLR越差， 如下图 : * Z- s6 {# z! p8 U/ b% H
4 t6 g8 e/ K Q m
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
( N2 S, y% a& n& N# S) o d# a* ]1 f* f% U0 x
! q% [+ ]$ y- X
6. 由下图可知 Vcc越小 其ACLR越差 6 |+ ]' p6 c5 _9 h0 F
4 `( J0 u+ [$ r1 ?8 D. Q+ }
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 :
; f! }7 I, O6 Q- P
1 d% n, S4 a: n9 @5 q
7 l2 U) U2 h1 x+ i7 i' L+ r
而当电压极低时，其Cgd会变大。 . w- x) D/ `: q) R
' |1 D0 ^/ \' r. q9 f2 s
& I4 x4 s$ q3 B" t/ t
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
, c7 A t5 @" a; E! U1 u
- Z1 K4 C5 D' f+ }2 V6 D# E5 f& P0 {9 c" B
7. 在校正时 常会利用所谓的预失真 来提升线性度 % c8 D/ [4 l5 r* ^* Z ^5 Z
& S2 z" b% l5 y
3 }$ z9 g0 p% p6 x7 V
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)
, J6 I5 z2 y0 C6 E# A( L8 L
/ p* B7 u, c, Z
因此当ACLR差时 不仿先重新校正一下' g% e* M6 U M
! G8 _9 b# ^, M" Q; y+ g; U
* ]3 ?. J- L8 \0 S$ l8 k* O7 b 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 :
% T2 e$ h( n( N# a7 f. r8 g! s
2 v+ Z" c# n6 ~: M8 Q; a- p/ F
由于DC-DCConverter的SwitchingNoise 会与RF主频产生IMD2 座落在主频两侧 ) c4 B/ i5 U% d0 Q M
3 I( |- l' f$ ?: F
; P" L5 m7 j% Y* M( d# M' S& F8 o
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 :
: |+ g7 U# ^$ l
7 _8 r8 D2 w) E4 m/ m5 ~% c8 j
我们作以下6个实验 ) o- B) Y" ?" m3 |4 I
/ h! X/ b& s, _( D' G: Z. E
3 E7 v; c2 {: R7 I
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 " L5 w2 H7 k R7 \' I: d2 h6 c7 F
5 |6 C# T0 T( ]
1 W2 X5 x8 J- _1 k
5 d" r. E0 k9 j2 D$ i4 i1 B2 Q5 v7 `! q% _) r/ w! G
1 f" I: ^" C3 Q% F: }; M8 `0 y& r
& V- u- Y. l9 z# G/ F/ n1 J! A 6 X# n8 ?5 ~0 a$ ]1 E! h/ ~! x
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
% i, ]! U7 m6 B0 d
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8 K$ T, j! P+ V% T' S
; V# c3 s+ C" Q, P8 C& A
+ y3 r9 r" w+ b. e* F, l; Z6 H" @( y& ~9 U
& T( P! m% N4 A2 b 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 . A7 i' Y; Q7 \8 W
8 y9 B# v) M+ U* [: i
: Z& s8 n5 J h2 M1 A! s( g; y7 W
7 s$ }! ]( ~' W7 m
! V [) P( u1 n1 T* O( T" X3 Z0 L
3 y6 n. |' o1 V* s1 K# p
| 
/1 
发表于 2015-3-8 16:55
收藏
淘帖
支持！
反对！
发表于 2019-10-14 09:07
