本帖最后由 criterion 于 2015-1-31 02:16 编辑 & U. B* a9 X/ b: A- i P. N
( @) m: M/ }# Z3 H _3 v以GPS而言 一般是前后都加 " c' T0 z/ ]* c& H" Q `
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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) N9 _2 B# ]2 F v5 s1 J& k6 f' F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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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， & V4 G. I+ q u; ~& p4 v
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0 F' K" [) m3 R. a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: % m8 K2 c8 E0 `) L0 d; m+ W
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# X0 e& O" X' N; ^: v# }- |: G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，
& Y4 _+ }, e8 h- r. i3 H 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， + \* h( R3 q; A, M# n
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( d4 O! X( e. ]( ~( I" {, k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 :
* L# [9 C9 C/ B0 }5 ~# L
- P. z, l' d7 v. @) k6 e) w+ b8 R( {! Z0 s- R2 T. G% l0 ]* q$ Q
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 9 T4 s2 q" R4 s5 i
因为放前面 其Insertion Loss会直接升高Noise Figure, 而由灵敏度公式可知 : ! w8 a& c; F9 _8 r
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& N" o) f+ l! x% r) S若Noise Figure高, 灵敏度就低 故pre-SAW Filter的重点是Insertion Loss要小。 % x( H& T. h( K! u6 w% 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
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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
% g8 ] S1 Z3 z% t+ ^# T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
) I- X! u( U; h5 b) T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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, X8 W1 v# C* o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
& n: S1 q. l6 `* B+ { 所以Post-SAW的重点是OutBand Rejection能力要强
, s7 [% G1 w" I }, A2 S8 m 虽说通常OutBand Rejection能力大 Insertion Loss就会大
; ^+ a. y0 x3 i. |8 X/ M$ I 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 2 K* g5 K7 K: m' j) L: L
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9 U! t, x% C* ~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 : 4 D( N* G- k4 @. C2 R# _) o( W
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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 Noise0 M \1 Z6 A! x; |# t
以及LNA自身产生的Outband Noise
% a5 E7 Y9 h: ~( _5 i9 z+ {% E' n1 J6 O/ H! X3 m
至于天线跟LNA间 要不要加Matching?; b3 t! o6 T: u- M+ P- H) j2 a" A! [
由于Matching是无源组件 会贡献Insertion Loss! i# z( ^. G, Q0 d
使RX整体Noise Figure压不下来 因此理论上
0 M' e: v2 q5 L7 ~9 e% P拿掉可以提升灵敏度
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6 J: v) N$ g" e 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 : # G! n: G S6 o# P9 {$ R% D6 J
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- C$ F6 k: o, r0 d, s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
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