本帖最后由 criterion 于 2015-1-31 02:16 编辑
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以GPS而言 一般是前后都加
) v0 g! n0 e4 K: r& p( H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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# `6 c2 o$ n, K' }: J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)。 ; i. E/ N( J2 y$ l1 d
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. C3 t7 l% ^# P, z. p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， 6 G9 d* r# R2 z# n* H$ H
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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: 0 F |% Q. `2 @0 e
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7 K4 G! b# ?6 t: H& H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，# T+ |) O8 ^" V {% t
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 : , `3 H$ `! Q; ~- Z9 y' o R5 }+ v
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# {; _3 {6 m W3 Z! j7 h# ^( ?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 4 S% ]$ Z/ i1 r, W) V( w9 V* D
因为放前面 其Insertion Loss会直接升高Noise Figure, 而由灵敏度公式可知 : / w: d# R( |4 @6 n9 `; r3 z8 s
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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。
. w$ a8 g: ~, T/ [/ z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 $ l- { Z0 d$ x7 O
" f- K8 e! n9 |8 x- S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
* Q* r8 s3 L6 _) N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
4 Z) H3 q- |3 q, Q. }8 L' c, `, q! V1 b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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8 e, k8 T5 l O% h- |) l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
3 [5 n5 C. t. a5 z& L- U 所以Post-SAW的重点是OutBand Rejection能力要强 + R) Z% j! G# I' I
虽说通常OutBand Rejection能力大 Insertion Loss就会大
5 p, R4 I6 Z+ `# F; ~ 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
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5 u. |8 e. C, F) q7 O7 `" G. W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 : 1 o" K: h) G6 ?# Y, g) W5 Y
8 J R* \0 J1 ?* S& |/ ~2 }7 hPre-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 Noise
& [/ @6 j) M) @8 ~9 Q1 C: n- A: } 以及LNA自身产生的Outband Noise
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至于天线跟LNA间 要不要加Matching?# ]- C, T' G2 X) k2 _9 \2 Z
由于Matching是无源组件 会贡献Insertion Loss
/ D/ o5 o( M$ a) A( }使RX整体Noise Figure压不下来 因此理论上
/ a7 W. g) T3 `# _拿掉可以提升灵敏度
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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 : 1 p+ F, y$ C. j
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3 w6 u4 z F v( L: b6 B8 y8 I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 + P5 A1 ?, N* Q* \3 s
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发表于 2014-11-11 10:14
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