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关于LNA与Filter位置对性能的影响

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
主要考虑两方面的性能:
一个就是NF噪声系数,Filter肯定是放在后级,就是靠LNA输出端,这样系统的NF会更小;另一个就是带外抑制,放在LNA前级或后级效果应该是一样的,只是先放大再衰减还是先衰减再放大的区别。所以综合来说,Filter要放在LNA的后级。
但实际上看到好多是放在了LNA前级,这样还有什么考虑呢 ?难道抑制不理想 ?

完全不懂。

滤波器放在LNA前后可不是一样的哦。LNA相对于SAW,带宽还是要宽很多的,如果有带外的强信号就会导致LNA的饱和,产生失敏。此外后级的SAW对LNA之后频谱的有滤除作用,LNA后面SAW的输入和LNA输入的也不同。但是LNA之后的频谱没有PA那么复杂,因此LNA前端加滤波器是更为常见的。

放在LNA前级,Filter是Duplex型,是为了通带抑制,LNA是小功率放大,输入功率高,会烧毁LNA,所以牺牲NF是值得的

当然后面的滤波器也不是用处不大,对于对射频前端性能要求比较高的,还是要加上的。GPS中双SAW的设计是最常见的。如果客户要COST DOWN自然也是建议他们省后面的。
其实这个也看你的使用环境,手机多功能共存,干扰信号比较多。如果是在一个偏僻的地方,就为了收GPS信号作为定位授时用,那就可以不用前端的滤波器了。

是这样的,实际一般是双SAW,要么就是省后面的了。

LNA这么容易饱和吗   

以防万一嘛,所以很多COST DOWN的方案是两个SAW都省掉。此外并不是单单抑制自身干扰,环境中还是有很多干扰的。而且就算是不饱和,也会导致一部分信号落在LNA内,抬升底噪,降低信噪比。GPS就是这么弱,有什么办法。

学习一下。

分几个问题讨论 :
LNA这么容易饱和吗
这用动态范围来解释  上限就是P1dB  下限就是灵敏度
今天你GPS讯号这么微弱  所以肯定要有足够下限  才捕捉的到GPS讯号
但是   动态范围不可能无限大
你下限可以捕捉到极微弱讯号
意味着你上限的P1dB  就不可能太大
以AVAGO 的 ALM-1106为例  P1dB大概1.8 dBm
当然GPS讯号  是不可能高达1.8 dBm
但外来噪声  就很难讲   尤其是Tx讯号

SAW Filter放在LNA前级或后级效果应该是一样的,只是先放大再衰减还是先衰减再放大的区别

效果不一样~!  
Pre-SAW目的是保护LNA   舒缓LNA的IIP3要求
Post-SAW的目的是保护接收机  舒缓接收机的IIP3要求

前面说了  GPS的LNA  P1dB不大  好比1.8 dBm
外来噪声  尤其是Tx讯号  就可能会把LNA灌到饱和
一旦LNA饱和  Gain下降  Rx路径整体的NF上升  灵敏度就变差
再者  LNA一旦饱和  自身的Noise Floor就会上升
亦即LNA本身的NF  也会升高  那么当你讯号经过这颗LNA
CNR会下降更多  当然灵敏度就更差
所以你需要Pre-SAW来保护LNA  避免被灌到饱和

再者  若外来噪声有两个时   还要考虑IMD(InterModulation)
假设 DCS1800 的发射讯号为 1713 MHz,而UMTS        Band2 为 1851 MHz,
则这两个外来噪声   会透过LNA的非线性效应  在输出端产生IMD3
其频率为(2 x 1713 MHz) – 1851 MHz = 1575 MHz,正好为 GPS 的讯号频率。       

换言之  此时该IMD3  用SAW Filter是滤不掉的  就算你放Post-SAW也没用
它会伴随着GPS讯号  一路降频下去  使其Noise Floor升高  SNR下降
那你的灵敏度就变差

举个例子   假设天气很冷   你要避免因寒风而感冒
两个作法
要嘛就是你自身抵抗力极佳   冬天穿短袖都不会感冒
如果你自身抵抗力不佳 那就是你外套穿多一点   穿十件外套  抵挡寒风
一样道理
如果你要降低IMD3  两个作法
要嘛就是你LNA的IIP3够大
不然就是你放Pre-SAW  来抑制灌入LNA的外来噪声

但前面说了  因为动态范围之故  GPS的LNA  线性度不会太大
亦即其IIP3  不足以抑制IMD3
那就只好放Pre-SAW  来抵挡灌入LNA的外来噪声


那再来是Post-SAW  如下图 :



因为LNA在外来噪声的频率范围  依然会有Gain
这意味着  LNA也会放大外来噪声
所以  即便灌入LNA的外来噪声  经过Pre-SAW的抑制之后
其强度已不足以使LNA饱和   但经过LNA放大后
就可能会把接收机灌到饱和   以以Qualcomm的WTR1605为例,其GPS接收器的P1dB为 -13 dBm,
此时你就需要Post-SAW来保护接收机  避免接收机被外来噪声灌到饱和

还是一样道理  两个外来噪声  会透过接收机的非线性效应  
产生座落在GPS讯号附近的IMD3
如果你要降低IMD3  两个作法
要嘛就是你接收机的IIP3够大
不然就是你放Post-SAW  来抑制灌入接收机的外来噪声
但因为动态范围之故  GPS的接收机  线性度不会太大
亦即其IIP3  不足以抑制IMD3
那就只好放Post-SAW  来抵挡灌入接收机的外来噪声


所以  
只放Pre-SAW  你就最好祈祷你接收机线性度够大
或是LNA输出的外来噪声很微弱  不足以把接收机灌到饱和
在接收机产生的IMD3很小

只放Post-SAW  你就最好祈祷你LNA线性度够大
或是外来噪声很微弱  不足以把LNA灌到饱和
在LNA产生的IMD3很小

简单讲  Pre-SAW跟Post-SAW的职责  分别是保护LNA跟接收机
不是单纯地先衰减后放大   或先放大或衰减而已
也因为这样   所以通常GPS  Pre-SAW跟Post-SAW都会放

详情可参照该文件   在此就不赘述
到百度云下载  免登陆  免账号  进去可下载
http://tinyurl.com/zyz3htv



接收机电路中第一级LNA前边的是镜像抑制滤波器,如果镜像频率混入混频器中,混出来的是同频的无用中频信号且无法去除,所以一般镜像抑制滤波器对于镜像频率的抑制要求非常高;但是手机上基本上采用零中频混频,所以镜像抑制的问题就比较小,但是第一级的滤波器还是有必要的,可以有效滤除带外较强的信号,防止损坏LNA或者经LNA放大后导致后级射频器件饱和。

第一级滤波器是接收电路中的镜像抑制滤波器,主要为了防止镜像频率经混频后得到的无用中频信号混入有用信号,这个无用信号无法滤除。手机上面的话主要采用零中频混频,所以镜像抑制的问题比较小,主要是为了防止带外大信号损坏LNA或者经LNA放大后导致后级放大器或者混频器饱和

感谢大神的无私奉献

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