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本帖最后由 criterion 于 2015-3-14 02:42 编辑
9 q3 @/ H2 \- w4 j$ l0 V9 Y5 k$ P$ D& w% N' V* L+ D
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 N5 A$ G+ w8 g0 z% X& P
# ]* g# Z, Y- k ]& ^
0 _0 [5 }+ J* c# R# N, x# n/ ?
3 \) c7 X5 t. ?: @% l; t先讲携带功率的能力
* i/ e* d$ j) |' N6 q" E- K# c. C" Z; }+ O' b: m
8 o" w. K3 x j5 O
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 : ; d% X" `) g1 w
- o- z; y! r7 A; S+ N/ o4 M7 y* K: a: J9 G/ ?0 W7 E* Z! I* J
' Q( O' L% K7 E$ n
% y6 ?0 e2 X+ C$ M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 : 7 M& ?9 |% B b1 w# O7 l o
/ Z' [ T2 Z$ j6 v% o- y. q7 o h
/ b0 T$ |8 n+ Z& b/ Q
- o% m3 z8 W1 K5 f- T/ f# C
那么ASM整体的Loss就会增加 如下图:
7 _+ S- G. E0 a$ H4 }
& {+ \9 e; Q+ L) ~
! _* V4 q7 H3 R% ~6 l1 K3 `% A0 k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 # O. t, E% v0 [" f& E
) S9 G( x, ~! d, a9 k5 |6 X- E! d1 A6 U1 e5 _/ E. O$ L; s" y. T: S
' p _! ~) o5 W9 ? w
9 G, s, s0 R: q& E7 b
这样PA的线性度变差
+ A! c8 m$ N/ b) |3 v
5 r* E0 `4 E9 l! {3 W
$ z% ]. |- }$ [/ z9 A
2 m7 x( Z7 `, Y) K$ l" ?& S4 p其非线性失真就会加大 同时耗电流会上升
( z! j# L8 m9 u' i; l# h
. A4 i0 T2 r- \* @& K6 I
/ R( g) G, z/ T; t0 _4 B+ ]9 m* V" y- g1 V* z- E6 Q* ?$ F. R
6 s' [+ E. s$ u1 T
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1 X; Y/ C& R: U& b+ b: V
1 J! W/ k. w4 \- ~0 C; l6 H& U$ P$ V
6 U) p6 W8 ~0 v" G: E7 h% _. `4 k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 : |3 L q1 R' F. T. M/ {
/ m* ?) o; A4 j4 a- u
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6 h9 ?' o7 c3 b' E
, L0 ^, m! b2 B) R9 A" `0 Q# g( Q0 o' O
7 p+ k& w% C/ M9 [+ H
& X3 y" \" H; ?6 M* R( c8 o/ ?( u* c
' }# u- l9 z- ], r% p! f
, z+ \0 y6 } H7 S7 u' F5 T. o; U# S" u7 P
6 ~6 f f p4 ?! u" z或是AVAGO的Duplexer, ACMD-7409 其Datasheet也有标注P1dB 0 ~+ o6 }! D6 C, q m
. Z7 |4 [. F( L* R8 ^3 i8 }' t9 o/ O4 M. M0 E5 e; x$ b2 j" m
$ y) B* ?3 G. K, E9 c
( a8 @: }- g3 E8 ~$ m$ v s" S* \由下图可知 若TX Filter线性度不佳* [8 H( d) ^9 O; y9 Q c% `
会因为其PA输出的强大功率 而产生IMD失真
- T! G4 I8 l1 o* m% z4 `3 ^
( M) j) [$ e) S7 M2 e
: k# f( X3 l: ^ l' W8 A4 _
: b" S; ?2 Y+ l# }' t
2 J4 V% e! h+ M& l: W! x
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SKY13373-460LF
$ m/ T$ @; q" y) H( M# k8 r0 F, ]) z: G L. T
; f6 g' K) U P
3 @" r, ?3 g# l1 D! g2 C
- @: F( f# z% T
9 C8 d5 {; G( i& ~7 s+ b& O& K, O& _
8 t4 C% E- S! I+ S. p4 O& b" _ r2 R s
9 p8 ?) N% K2 m/ m4 E
若线性度差 就会有IMD失真 以DCS1800与WCDMAIMT为例，& V9 V1 A" ]5 Z' X5 ~4 c0 |# k
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，
* J& Q/ t8 q/ O" y' t: C 则将会影响WCDMAIMT的接收性能(2*1.95 – 1.76 = 2.14)。 ; ]4 o* {3 H6 D, T' I
3 ~2 X7 G4 B% s0 Y
: u+ P3 y2 j7 A$ ?1 G/ E
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 ( b/ P! n! H) \' C8 q/ q
* {* L; ]& K. ?$ n# [! o
3 `3 t C$ p# s' v( j# c! I
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
6 l3 F! i( b$ `7 H% ~& A( }* b
( A) |- w" k& c+ X6 r4 J4 s- ^- q C! U, ~3 C
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。
) F8 q( g$ |# P5 |" w
6 p1 K4 U2 n0 n, ~
. L4 D- m& j9 d
另外就是谐波 若ASM所产生的HARMonics太强，则会影响接收性能，1 m, [. L5 F( u, C' d# }
例如LTEB17的3倍谐波，就会影响LTE B4的接收性能。如下图 : # @2 G& b) \, ?% X# @
1 ]! H1 w% A0 x- I5 U3 C
; m/ o) M# A0 p5 Z& j. z. d 因此ASM在Tx路径，会内建LPF。
$ ~3 ~8 P9 [5 }6 }' L
. D+ ~" ^) k5 V2 x8 ^
, r# U. Z6 N, e+ {* k4 k
而Data sheet同样也会标注其Harmonics大小
. Z1 P$ l8 k- D
5 r& p! x% e( u5 B- ?
9 G5 w) M" `' Q" N- S( M4 X
* L) u5 q: `* e
0 [& o8 M$ [0 o4 ~+ E! w4 M! G+ i. e2 S; C' V
' Y- m( a- Q" L8 L. B! b: D
" [5 }! W6 j# ^5 j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 + [ b7 P; V) A( Z# V% I, y% H
4 e- a2 J E6 F# w1 T
' e7 s; O9 ?+ A9 \( 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 V0 T& k% m7 k* T# S p
( N: W m) x" H' t2 u# t6 @0 E4 s, S9 R! W8 H
/ Z3 c' y1 t: v v6 `
2 z( |* t/ S) B0 d- ]7 D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
5 \! ]5 J- I$ w6 \- s* P7 ~, A" c另外 ASM看出去的相位 会影响其谐波大小 0 w; u3 N3 t8 I& j
5 Q; W7 q3 B+ v5 }
# A3 T; B* f: N, S. E5 { R 5 ^" r! C& ^+ m/ T: L
) ]) O$ C- W, m0 q! j5 @8 U4 Y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
, P+ ] e& Q5 ?* w' B, s: T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)
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( D& D# z* l6 c2 S1 W8 _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 0 ]' F0 H+ R7 T/ N2 k3 G
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0 d8 y4 I8 M: B0 L1 g! a$ ]7 g0 V7 \" I
, k" [5 N, `5 m0 H+ [, a5 G因为这些PAR较大的讯号 必须以Back-off来维持其线性度 ' S' r1 ?) `$ n8 d
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( i4 Z& ]7 h9 l, n' ^: D$ [
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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 : , k6 W6 ~/ _+ k+ |' w, C: \
& ~ W- ^/ H6 j; w2 @/ b2 N
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$ z6 v. k! K4 L+ @$ |: ~$ C5 r2 h7 M
% A0 ^3 o: ?5 y% j- z: ~3 b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 , b% K' [( I2 D7 L
但也会取决于其控制电压 如下图 " y7 P7 ~$ K: h- [9 l
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( n' s& f) O( N) E' z0 X. w3 J$ [5 w0 z! {' W5 S
( d& d+ {8 t N! q8 [5 M
1 R2 H0 Y( w8 h1 `一般而言 控制电压越大 其线性度越好 (但耗电流增加) # M) a7 z, u, o; W" ?* {/ l
6 `' m5 u* x' N9 g' v2 ?5 e8 K* N$ j4 R
其他详情 可参照
# g: K0 m* i/ B2 J
& t7 d) L; Q9 ?- {7 Q9 y% f0 j( i: }
& y$ k/ y- c' h% e1 n% e在此就不赘述
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发表于 2015-3-14 02:33
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