关于LNA选择的问题

felton

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！

1 i2 r% R: R' E5 i2 B

DarinLi

学习一下，非常不错！感谢楼主分享！

上山砍柴

大师！学习了，感谢版主们

xxying2008

学习一下

criterion

, {2 ?" p& N: t
& b# R8 r) k" z) z6 R: N' {

你得从

5 F, A9 J* a2 j6 v3 k! Q2 b

Noise Figure,

Gain,

IIP3

% `3 U* w' X. f

这三者来做全盘考虑

7 x7 C9 y8 W( K& t1 D9 M- X. m

首先是NoiseFigure

可以看到  F1主宰了整体的Noise Figure

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

2 K; r0 d! e, ^

同理  LNA的Noise Figure 当然是越小越好

因此以下图为例   

* T0 k7 g6 k5 ]6 }3 U2 u: }$ o

1 B! V. k: E/ E( t  z! \0 R

整体Noise Figure  = 1.3 dB + 0.9 dB =2.2 dB   

5 d0 t- U; h4 `3 J: a1 e- F1 l

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

9 T" \7 h1 f$ U/ x

! E* c6 ]3 ~7 k9 t1 @# p5 a

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。

) m% ]; y1 n" ?. e" X0 Y8 W9 j9 M

以上两种机制   其InterModulation都是透过LNA的非线性产生

而公式如下:

7 i1 Z- C1 k9 u* }+ e0 k8 T- `- z. E) t

. N4 T( h2 @4 D6 ^

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

- n5 p* y) y) U) `8 H
. T3 i2 C" a3 Y! U


4 t7 U, y- a. w! \  `# l# E+ ^

最后是Gain

4 {8 f! m+ m7 X  m& B; I' i

# t, g; o/ V, V; N" H4 c; o! z9 P

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

" K- {/ u5 o6 W# u# S% P- |" ?

/ `6 E6 s* G. d# C! F+ ?/ J

Really?   

" W7 O4 j* t" j: {4 H

1 g# Z  A( [' y

我们以这架构   直接画图

  ]+ w$ M0 u9 V

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

0 s  ?& J4 x$ m

此外   一般而言

Gain越大    其线性度就越差

$ b" c- g0 }7 N

: |- Z, U4 g9 W
$ U0 j: M- k8 g9 L# i2 L. j7 Y

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

7 }; j" u: t5 g$ N; {8 ]$ D

& Y( _6 X# C4 b8 ?

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:

# U1 R4 x* L) L& K* S" a

5 ]2 q- ~: X$ y

liangyw_015

大神出手不发凡

我能行

谢谢大家的分享，学习了

nowell

不懂理论的话，很容易选错器件，所以学习一下

rflion

楼上说的都对，学习了

RF_CE

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。

从无到有

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。

汪洋大海

所以，选择LNA，要系统的，多维度考虑。
通常从系统设计上的噪声系数，增益，线性度 三维度考虑。
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。

汪洋大海

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。

汪洋大海

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。

汪洋大海

要看系统设计，不能简单的看某个指标。