本帖最后由 criterion 于 2015-1-31 02:16 编辑 ( y3 ^# A8 {% q4 n
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以GPS而言 一般是前后都加 ! x6 ]2 j1 P" I% N4 h$ [+ L
当输入讯号在LNA的线性区时，其Gain为一定值， 但当输入讯号过大时，会使LNA饱和，导致Gain下降，亦即灵敏度变差，称之为Desense。
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若LNA的Gain降为零，即输入讯号经过LNA时，完全不会被放大， 则有可能被Noise Floor淹没，此时称该接收讯号被阻塞(Blocked)。
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* b" T+ ]; [$ y, ^但由于GPS接收的是太空卫星发射的讯号，其接收讯号极微弱，约-150 dBm，
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因此其接收讯号强度并不会大到足以使其LNA饱和， 加上GPS只有单一Channel， 换言之，会使LNA饱和的，皆为带外噪声。 以手机而言，因为里面会有许多射频功能，彼此间可能会有所干扰，如下图:
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尤其是WCDMA，会有所谓Tx Leakage的问题， 再加上以手机而言，GPS与WCDMA都是用同一个接收机，例如高通的WTR1625L， 所以若接收讯号太过靠近， 很有可能WCDMA的Tx Leakage会先流到WCDMA的接收路径，再耦合到GPS的LNA输入端，/ C+ [0 |+ H2 x7 f5 y/ q6 k3 S$ E
而Tx Leakage在LNA输入端，最大可到-24 dBm，远比GPS接收的-150 dBm来的大，会让LNA饱和，
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因此一般而言，会先在LNA输入端，放上一颗SAW Filter，来抑制Tx Leakage，避免GPS LNA饱和，
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而接收机整体的Noise Figure，公式如下 :
# a( k8 b( M b% e. S- k5 }
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由上式可知，越前面的阶级，对于Noise Figure的影响就越大。换言之， LNA输入端的Loss对于Noise Figure影响最大，也因此才会说 放后面灵敏度才会好
' Z8 {! u0 V0 `% E" J因为放前面 其Insertion Loss会直接升高Noise Figure, 而由灵敏度公式可知 : . U2 x% W* B2 [. b/ G! a
! Q2 [' j9 M. G
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若Noise Figure高, 灵敏度就低 故pre-SAW Filter的重点是Insertion Loss要小。 5 |% K3 ]5 H$ R" v1 H
如果要拿掉Pre-SAW 当然InsertionLoss减少 对灵敏度提升是有帮助 但前提是 要嘛你LNA线性度够 不会因强大Outband Noise而饱和 不过这点比较困难 因为动态范围的上下限 分别是P1dB跟灵敏度
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; B0 ^4 E/ n2 i' _& K; `你GPS要接收-150 dBm这么微弱的讯号 下限给你定-150 dBm 动态范围给你算70 dB好了 表示你上限P1dB顶多是 -80 dBm 所以GPS要饱和是很容易的
! h% H2 C5 X; `+ F3 V所以在LNA线性度 无法大到抵挡Outband Noise时 不然就是你得祈祷都不会有Outband Noise来干扰 否则若LNA饱和 Gain下降 而由前述Noise Figure公式已知 LNA Gain下降 NoiseFigure压不下来 加上LNA饱和 会使Noise Floor上升 C/N值下降 那灵敏度还是不会好 8 c/ F$ L1 b1 `% o& o6 D3 D/ m( v
再来是讨论Post-SAW 也就是LNA之后 Mixer之前的SAW Filter 因为Mixer接收的 是LNA放大后的讯号 所以P1dB要比LNA更大 加上由下述Cascade IIP3公式可知 :
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" d( k. V& v- e5 a& S以接收机而言 越后端的Stage 其IIP3对整体线性度有越大影响 因此可知 相较于LNA Mixer的线性度更为重要 Post-SAW的目的 是砍掉被LNA放大后的外来OutbandNoise 以及LNA自身产生的OutbandNoise 换言之 这是最后一道砍OutBand Noise的关卡 " d$ T& i/ }! t3 j' M
所以Post-SAW的重点是OutBand Rejection能力要强 * `+ q: L2 f l# f
虽说通常OutBand Rejection能力大 Insertion Loss就会大
( d, S7 H% ~7 u0 b' ? 但LNA后的Insertion Loss 对整体Noise Figure影响不大 所以Insertion Loss大一点没关系 但OutBand要砍得够深 " [/ ~; f, J% [! d- g- W
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如果Mixer饱和 还是一样 Noise Floor上升 C/N值下降 灵敏度还是不会好
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所以整理如下 :
+ ]2 ?1 f8 v4 G, g% [
& a) e- S% K& d/ |
Pre-SAW : Insertion Loss要小 砍LNA输入端的Outband Noise Post-SAW : OutBand Rejection要大 砍LNA放大的外来Outabnd Noise5 U9 j& ]# ?. u1 O( X. L0 d2 J! L
以及LNA自身产生的Outband Noise
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- X) o2 ?$ m2 [* U: h: r! {至于天线跟LNA间 要不要加Matching?
2 e$ J, R6 C) d/ A$ t+ _5 k. T9 G由于Matching是无源组件 会贡献Insertion Loss6 ? b+ g5 u( b! D0 a
使RX整体Noise Figure压不下来 因此理论上
& v8 w! X3 l) ^; S5 m& x% T. c拿掉可以提升灵敏度
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1 d7 _) g0 T! F+ f# W* D% r" l! i: _5 R! P: p7 G. _0 N( ^
但走线方面要非常注意， 首先，天线到LNA的走线要非常短，因为走线一长，阻抗就很难控制得好，同时也会增加Insertion Loss。 其次，表层走线具有最短走线距离，以及阻抗容易控制在50奥姆/100奥姆的优点， 因此天线到LNA的走线要走表层。再者，天线到LNA的走线，其线宽不宜过细，阻抗误差如下式 :
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& F3 x) N' U5 T" v' p5 n因为PCB厂的制程能力，一般来说会有正负0.5mil的线宽误差， 因此，若线宽过细，则可能会阻抗误差过大，如此阻抗便很难控制得好， 同时Insertion Loss也会因线宽过细而加大， 因此该段走线的线宽不宜过细，必要时甚至可靠下层挖空的方式，在阻抗不变的情况下，来拓展线宽。
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所以若阻抗控制做得好 走线又短又宽 是可以拿掉的 否则若阻抗非完美的50/100奥姆 又没有Matching来降低MisMatch Loss 那走线再短再宽 还是弥补不了MisMatch Loss造成的Noise Figure上升 # G7 w% N2 {/ G% m) w. h2 X
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发表于 2014-11-11 10:14
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