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本帖最后由 criterion 于 2015-3-14 02:42 编辑
* j3 i7 ]( n# M+ x F) _' a2 c" p: n$ H ^' _$ @1 t
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
2 u" G: `' J ~2 W( N$ n% v, I! S8 H N) p& L N" ?$ D# y
) w6 ~6 t1 \5 }) L9 `. u
# N9 L- I5 E1 T; h1 y
先讲携带功率的能力! h6 X& u& w2 X V6 {6 W, R* c8 ?
' H7 H' M- r8 O/ |. ^
; ^3 Y+ v" s0 r' k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 :
2 F3 ?9 G) S/ X/ ?* V, p
4 |) s- `% U: p
7 S. W0 y& @- `) s& n" X" w; J
! ?9 X! f+ G/ f4 E2 S+ ~0 H1 m; J: ^+ ]) P& k. ^: I
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 : ) {0 c1 C7 H3 S2 w
. J7 j! A2 i/ J" F4 V
( Q# D, G% D# c8 j; r, S
: \, h( u, m+ |$ N* a+ E( v% ~那么ASM整体的Loss就会增加 如下图: d* d7 e$ k) }% c4 M
4 x/ V7 z8 @2 Z( s4 M' c
g2 R) n% h$ _$ @( }% e, S
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 % i+ f0 u6 W R+ y1 B& l7 i/ q
/ m! t$ ~" `+ ~0 ?* m0 M) ?) b5 ?9 R- G) i4 ~3 o, h$ O
0 e& q1 L! I6 f
, D0 E( R X# r/ c这样PA的线性度变差 $ I; l" h; _) I9 V( f: p* l" c) I
0 }7 R7 C3 K' @ a
' |; v8 U# |: n( y' K6 S0 k+ O% S; t' }& [
其非线性失真就会加大 同时耗电流会上升 9 q: Q1 x* }( O# ]7 I
" U; w, c6 s5 x2 s' o# [
$ O2 I0 O4 ^# f
6 f0 S1 a0 X8 |. A% A3 a- D+ l% z
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" N. S2 t- P+ F" l* c7 Z! B5 P( b: V+ n* d& C) W, R$ J
, t; c* m0 O3 H9 T5 y. C" a7 \6 S8 l, I( y- ]- B+ W0 p H
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 : / u7 X5 h9 h( s* F# |. p$ G8 I8 G
1 E5 O- m$ ~& D$ l9 p- r% \! O
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
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0 D; S$ K7 @; m9 F1 _
1 \: {9 h) C. d; [2 D, x4 v; F, |: V7 y& s
/ D+ r4 T1 _0 j( T' {
" N t2 k% w, Z1 I9 ?8 z7 h& \9 c
) _' h9 N3 f& m6 f或是AVAGO的Duplexer, ACMD-7409 其Datasheet也有标注P1dB 6 h, j: H2 H- s" d+ D+ M8 Q# W
. u# v1 _! W3 c! q
$ M0 q, U: |" ]. P: m0 ]
' Z' w+ g. X3 y2 r* l
, h0 V( J: V7 u/ C# M4 ]# v$ D由下图可知 若TX Filter线性度不佳9 ~# g6 ]( _2 F+ t0 {
会因为其PA输出的强大功率 而产生IMD失真 1 k7 d6 O; M( Q3 b
3 P3 L! @% H5 B4 w+ o3 C4 ]! x, Z6 t1 d. P0 \) A' c# g
, |2 d5 }, ~4 I8 c! a
! l# @. h/ c; P1 X: N$ n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SKY13373-460LF5 y) ?, D4 H: ~! [0 ]7 y
* A9 c6 R% m; E, J( A! j% f7 E
" e8 |! q. v1 c6 x/ a; f( a
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: T- f; m' A6 r. y
3 t) e/ h/ I& u8 d3 ^3 ?
) k2 Y# @* ~5 D: l' f- Z% x- W* l3 x( W
若线性度差 就会有IMD失真 以DCS1800与WCDMAIMT为例，
7 ? i" x: p# f1 p+ o 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，
3 j) W" h+ q _) U' B0 `( f 则将会影响WCDMAIMT的接收性能(2*1.95 – 1.76 = 2.14)。 ) |1 {9 ^" {! e6 L3 ~
% O& W1 N$ T1 i4 Q" N) {
% i/ A; R, ~1 ^. Z 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
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+ G% }4 J2 M% V
0 V$ h, W* B. i0 j6 t$ ~$ T4 t+ e$ @6 |
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
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$ p3 D! ] j" R0 o% n5 W( V
! v7 L- X) g1 v8 x3 T8 o 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。 * |. y0 d; H9 @7 M% K7 V9 K$ a
$ Z: ] @/ t3 Z( \
8 p9 B2 m& t A* x- \
另外就是谐波 若ASM所产生的HARMonics太强，则会影响接收性能，2 v! S* C, _! ~3 l% q. J: u0 }. J
例如LTEB17的3倍谐波，就会影响LTE B4的接收性能。如下图 : & X. s) T! ^7 S8 ?( u1 s: T
" E6 z) \( V! r* a: ~: ]* r) d! L3 ~" |3 w& z, u( {1 K7 i ?
因此ASM在Tx路径，会内建LPF。 ' @8 |; J; U/ c/ Q! R
+ r; l+ j7 R* B- a: [! \* r% {9 \& j: {. W) {$ l# |: c
而Data sheet同样也会标注其Harmonics大小
3 Q5 [) G. ]8 D. m" u5 Q$ c4 \7 O
B, B f$ A6 c4 P7 S: f- s) M8 p& g% `6 C4 t. A# R
4 L$ E; V3 t" a1 j8 y9 |8 n: [' N7 m. B0 c* e# | Z, e% Z
2 O# H7 y6 [/ p7 h7 N: t
/ k+ O% d4 d1 o- m* ~, D0 K) g+ l+ S! ~& O' N+ z3 H3 m' Q0 D a
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
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X/ n+ H$ A9 S. ?: l8 C8 J
7 V' c6 d* |; Q) j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: 2 ]9 X" ]4 V; A1 `# Z; c" u/ j
^! {0 m5 ?, l( N: o1 L+ f/ H/ [
& [5 B9 F; `0 @5 R8 Q " x9 S( }! E" j7 ]8 z
" S3 \; Q3 a5 U- E$ y/ P& |# U
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 : J: |# N: E6 W B' @
另外 ASM看出去的相位 会影响其谐波大小
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. w* j+ c0 ]; \! [+ X5 |$ C7 i% f
9 k: _+ h# W5 g) |* a$ v4 _% @1 { 3 a1 j7 @) u& @
4 q9 O3 x- V2 o0 E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
( H4 _ l5 t& U8 c# A2 ^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) 5 r$ w' N7 b; e+ U2 G" g% k
( q* P; X8 D' Z1 l. ~) X
' w! R/ y$ h7 z8 S! B/ t! l( c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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% N0 ^' G" y+ M/ y0 \
因为这些PAR较大的讯号 必须以Back-off来维持其线性度 ; Q; x \3 ^: ?& J& h
5 b5 s5 `/ S9 |' j) i
( q {$ c/ J/ r. y4 x m8 S/ t 2 F7 u( Z# f" X) ?
6 W0 r1 K2 \3 ~! b7 z- {1 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 :
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7 ]; \7 f8 D4 @6 ?4 g- c* X1 ]5 b" ~" }2 k& z6 m$ C7 \* p+ ~
- c, S+ O/ a% g. [9 }7 t
8 y/ P2 N( U+ k0 y6 T5 m) q4 V2 |; g/ N* U, H1 t) i
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
) g# @, a( n) P* w0 o. E但也会取决于其控制电压 如下图
, ]0 ]! t# p% K& @7 d. I7 w
! t O0 H- R" I) {# ]! E: [
0 B$ N. ?% C. t* v
5 m) o. E1 Z- D4 x. N
3 f% S* H) @6 u1 _4 y. b1 H' h+ [. c6 n, Y1 X- f$ y
一般而言 控制电压越大 其线性度越好 (但耗电流增加) . f5 R! F3 c5 ]( v- Q* I
2 X+ f' h' ~9 b* P i1 z+ K
, H& a* E6 E! B$ G1 o3 f- F
其他详情 可参照
1 A' M/ P1 y, j8 Q c7 V" _0 u7 s
* s- L8 A. M: Z6 h9 q0 ]( O
0 @ \2 ]; ]8 z# _
' ]. i5 M. z& K% p, e' e在此就不赘述
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; E% k, U! n$ |$ S. A% Q- N) s5 a2 R Z% C3 E
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发表于 2015-3-14 02:33
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发表于 2015-3-21 14:03