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本帖最后由 criterion 于 2015-3-14 02:42 编辑
5 N' A- d3 Z+ C" \( B3 @2 g( K$ O9 |( A
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
' K. ~$ O3 ^( b: _, Q. k3 P* T0 |# Z6 b P( D: N# L. e
% k4 I' g, }2 R: J( T7 [
: E$ T* f& [# }4 A, c1 h Z3 Y先讲携带功率的能力
6 G: z( ]# O1 [- M9 ?: J& X7 i( [/ j j6 ], i; c) ~: }3 m& {
: b$ X% h$ O2 {* ?/ I
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 :
, G7 A( p6 Q9 E0 g0 o
1 t5 a8 t) |' S# h
P. ?3 v9 r+ U5 u3 d! w 6 y8 l) U/ _5 i" E& B; d5 M
2 q9 v, e- |) _! v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 :
. W# \! n9 i$ `
/ ?" }5 b) B, @7 y; n' m
5 J- P0 j; e5 l# ^0 s1 {
* f; B, g' G* X那么ASM整体的Loss就会增加 如下图: 1 j& J2 G5 r3 w- O- G
8 e) f- Q/ Q* b& [
3 c2 O% n# Z. |( t/ y0 a3 n$ p. m
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
; J ?1 g0 z+ T- K) t
7 o; s3 c I1 p6 m$ a
/ f8 C- G: g$ g: e) P- W( B3 z
( [! N& o u5 I. Y. `8 r/ F
, e! T Q! O% v% z" B( n0 D0 T R这样PA的线性度变差
$ `6 K5 }3 c/ P. ?: W$ R8 U
G1 W; Y3 d/ a' F5 |/ U9 c u: ?5 C, }) s3 B
A1 U; W4 I( ?/ K
其非线性失真就会加大 同时耗电流会上升 ' G# R8 P6 D; l/ C3 }
+ R9 e9 o% J. y+ i# O5 Z& q6 q8 Y$ `7 |; g+ W
- N* P* u: b/ g) }7 u' {3 \# X' t. ^, @
) V+ W) h8 f8 K% E; a6 _
/ f8 I u5 p9 m# X
; t/ K' d; a! M" o
. E/ X) j, y* f- d% X4 V/ t8 ~, G- H9 Z# @" d) \2 J$ J: J5 l$ i
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 :
$ d2 O( g) v2 B
% T. o2 V/ f2 q) e, W
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
; i& u4 l; q( B7 p+ c* l; U+ z" }) ^0 T% e" B4 a1 ]) X3 J
0 ^/ s0 ?5 } O( ]3 a" O3 E
' y6 i6 M% K1 ~+ x, k4 c N( o/ }
$ @/ \( Q7 m) c7 D - J+ g1 P% \: c2 k) o+ J, G, @& K
! |5 D) C. ~* p- q+ P! b2 ~. e* P J
或是AVAGO的Duplexer, ACMD-7409 其Datasheet也有标注P1dB
; D" i& A5 B$ h! ?0 Y% F
4 ^/ {3 @1 f$ V% x" [1 k* H% z# u
3 C/ N/ v% f) T' @8 L5 k - i6 Q; j/ Q% b$ [' I% K" @
. k3 I# f) L( f: m" B由下图可知 若TX Filter线性度不佳
5 ^3 p0 V! L1 \, {! ~* v: f 会因为其PA输出的强大功率 而产生IMD失真 2 ~% D- A8 r& Q; S S+ ?
, e* T; [. ^) `+ q, T, O# a$ w+ Q& A, \3 l2 h8 M
% l+ @1 I7 w+ t' \. T+ @0 s
9 q+ N" M5 x* |- `1 w
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. W3 Q# r. A9 Q, W
* r, F7 ^3 h. o% h
) y" x- M; C: u/ V! R! |4 V5 R( e* L" N3 _6 L
% U) ?- j& H' J
" x. _5 D8 a. I9 ~: J* ^
- k0 m0 o4 e8 o' \8 M i; r$ q1 P
* |) q3 N4 p3 T. d+ {
3 i. N: g3 t0 j' q若线性度差 就会有IMD失真 以DCS1800与WCDMAIMT为例，
* l7 k# e. s) P, d/ [ 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，
% X# S/ k; a( h3 g8 p1 e9 C4 S 则将会影响WCDMAIMT的接收性能(2*1.95 – 1.76 = 2.14)。 7 Z4 w: H2 d! G
, }8 s) v+ y5 n$ o; n* A
0 E. b* w( l) D9 K/ V
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 9 E- I- Q; e. X$ u0 z
! K3 e* |4 q7 D" G5 [/ d3 R, B
G- K* A) ], b! ?; ^- J2 }6 C9 X+ W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 \ U; w, p: T6 Z
$ H# @: G G4 a3 V: E x$ T
6 f. Q& T2 J- \2 | M* j( ]
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。 % V* ?3 I1 B. Y
J! `4 Q+ t$ a
" N. g4 {) G& B0 `
另外就是谐波 若ASM所产生的HARMonics太强，则会影响接收性能，
* E' i4 N u# m! y5 j3 @) P; i" X5 ^/ v 例如LTEB17的3倍谐波，就会影响LTE B4的接收性能。如下图 :
2 g" S, E3 D9 t' F+ C
/ i; q& H* H5 n- N1 {0 Z' [: L; \! C2 r- m$ ~4 Z) r% w
因此ASM在Tx路径，会内建LPF。 7 L/ K- ^* A1 \0 u& j% E
+ j# X; w. o, d# F
! t4 Q( q% E# g9 t 而Data sheet同样也会标注其Harmonics大小 - H3 ^9 Q" C$ _6 U& }$ y+ e. T0 K
) K9 V3 K- f( y z
6 A$ @. R7 s6 ]% o( U/ i: |% d
+ m: @1 z/ i6 n5 F* V: h! _* o# ^: j6 c: {; H
! t/ m# p4 z: v) G6 l8 \' A! K/ e
8 j; j3 t3 D6 L& n' i. L/ n; v% F1 V) O% t4 ~/ N# j0 v
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
4 ~8 W9 a% H5 \1 \$ v m" ]
: k: w1 Q. } t6 j; Z' c
, x% [3 d# k% z9 T5 y5 @
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:
# ?) u5 G" u( X6 ^3 O4 C% m
0 D6 ^# Q3 f: n: y! } H" J/ E" D9 I' ` R( B! }
) Z' g5 d) A. ~8 \, Q2 w! X1 K7 a0 _/ n1 `/ v4 }
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 6 ~ c; s9 O3 S* E: d
另外 ASM看出去的相位 会影响其谐波大小 . G8 e8 y2 \* c1 Z: M9 p
! f* ?. B" ]6 f% o5 R8 {
+ l5 ?% a. |7 T* c
, Y% t; \3 ~) T# a8 w+ a( D5 K+ x7 @; i* [$ e* d. t
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
4 p6 S, [& {4 w' f5 r5 P2 m, 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) & Z, C* i; w* B' }
& E' ^/ V, O2 y# \0 y! a
, r' b0 u" D% j2 o. t
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
" G5 Q D, i8 N2 g
6 L4 p( ~' q7 R: q
1 f+ J: C4 v1 Z0 b [- h4 E- Y% U/ |
% D7 I9 K3 e1 e0 e6 f- J$ ^因为这些PAR较大的讯号 必须以Back-off来维持其线性度
0 F) `+ X8 o: Z0 u
" t0 h' w9 k- H
, ^2 B% O8 U. n0 l$ i
8 G+ I& r" x7 N" }
5 ^9 w/ h, k/ x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 : - }! c1 H- [8 ^5 _/ e9 _$ H- H
% e/ O( g2 G7 L% b4 V
6 x2 c% R+ y" ]' h( N" B. A
* A2 ^- r" m0 {7 d" ^: M* A& t( j8 k
/ d% g- D% ~2 D4 |+ @( n, D, p
! R5 y" Y' m7 r |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 $ v ~; C! y ]; u8 n( N# {. m
但也会取决于其控制电压 如下图 % E V: T8 ` @) o! p5 Z
2 X& o5 u3 c5 Y$ p% _: y/ H
j+ E2 y( p& g3 X3 x
, H, B. T; \: L. H4 W& E
. A! F4 J% i& G6 ?* I. {1 P
. s0 A3 a! U% F$ ?- U一般而言 控制电压越大 其线性度越好 (但耗电流增加) ! W; ~& _' s4 u1 n9 b
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8 H( v# y2 m4 n ~
其他详情 可参照
( u) P; o G9 s6 t7 v
1 y H) g D; l! K4 v- m
; z3 s5 y1 Q7 ~; }& w; z! |
/ R. W3 S: h( p1 n在此就不赘述 2 B) i! q* C$ v/ s! o, n5 B2 X
2 j! w0 |- p0 \8 @# o- s
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发表于 2015-3-14 02:33
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发表于 2015-3-21 14:03