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本帖最后由 criterion 于 2015-3-14 02:42 编辑 ' z* q7 b1 p' p. O( m8 m3 I
N. ^7 E. x9 _9 M% ]% K2 C1 M( W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
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* o: X3 t3 q$ \
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先讲携带功率的能力
$ s" l6 j% I* Z; ]$ a# {9 a/ ^! I2 E% V% |
4 ^* v( J3 I- v8 ?/ s; V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 :
* c; J2 k, _0 ^$ p, }- g6 l1 U1 ]
5 A& R) @ O2 e$ i, m
% x! ~; S4 ~1 c2 {5 ]( [# G1 J' u
% Q# s. {! P2 ?, \. L" ]8 `/ B! v! q4 B; u h, z: j
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 :
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4 l6 ~4 a& O' A6 F
. I* q, u1 o+ F/ s& t- F* Y
4 m$ K+ A, ?) d8 u: D4 E' w那么ASM整体的Loss就会增加 如下图: * v I' j% n/ F9 m1 Z4 g2 _: d
* F I. c8 J: P9 y5 z
; A' r- d( 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
0 Z( r* X# W$ x- W1 s
( P$ N. l/ y/ z0 t& Y
" I$ r( Z, x) Q; O) L; {
( n; a+ t5 u8 x2 [
0 \6 X! ?3 T4 I" T; T$ ^+ V8 \这样PA的线性度变差
: u! i& O* y* @$ ~7 \/ N% R$ B" C
: q) W1 D$ a l U* k/ H3 R: d7 J" w8 X" Q
, ?7 m9 k7 `; n x7 _, c, x其非线性失真就会加大 同时耗电流会上升
/ G+ W+ N8 {2 B) D0 G9 ]
1 U, |3 w; J9 @9 P6 \* ]3 z! x/ ~3 l9 a% V! b6 ^% w
& d2 k5 W' n2 `. F) x
% G2 d: q7 K8 x# x# g3 t* C/ Y; e# e- l$ r& h! @" l5 R
' b% U) a8 _$ O% L5 G& `# A+ O$ F7 P% l1 `7 ~8 K3 t
9 p+ B9 v: w4 E# L7 |
$ A8 b5 i3 Q/ {, c1 ~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 :
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5 O6 j4 B% F' L1 H" y$ z' s
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
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M" v: L: v5 [* K2 `, ]7 n - M0 H, e8 A$ i* z
9 i# Z4 g# @- r' ?9 b( F: ?
! z/ {+ W; G; M1 S6 H+ J6 P 7 b1 E, G) g F
8 \& N, R3 y2 T/ {. b
4 _0 Q j! h, N, t- C或是AVAGO的Duplexer, ACMD-7409 其Datasheet也有标注P1dB
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; r4 l" d/ C/ |4 e6 f2 g) h6 b& m% x$ j
. t# {! I) K: ^2 t& t# _8 q5 C! _. V/ u! K* X' H$ L
由下图可知 若TX Filter线性度不佳
$ g6 w( o5 w9 t% I+ B7 Y 会因为其PA输出的强大功率 而产生IMD失真 & x* D3 Y/ K6 E4 t8 ]4 h2 y( T
) h& r9 z! ?% O* K8 d/ }
( I5 Q$ v, R/ L9 Q
' @- j9 h# J" x+ }, ^$ u9 S6 D
& e: m& y: p5 M1 G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
{8 N/ W9 O8 o! z9 [) Z: A! f5 m9 y% S+ b4 N- Z
Z! E2 u% n% I" S5 t' F/ ~+ I3 v. F+ {6 c, ~+ a8 E, v
k- f$ v! V& h7 i' Z' s$ ^# K3 q
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* S5 z. ]: G( @7 q+ z. U1 ^0 N# `8 v
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若线性度差 就会有IMD失真 以DCS1800与WCDMAIMT为例，3 s. h- i$ x* O- i* z
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，
5 R) j: H; r. g; l! R% | 则将会影响WCDMAIMT的接收性能(2*1.95 – 1.76 = 2.14)。
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/ ~% u+ L" C$ q6 s7 R3 ^6 r/ U 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 * U! J e- @4 u& {8 U2 Z' n1 ^
! E2 t0 P5 P! \) s$ k% T( T
: j; i9 s F# B0 E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 4 h( U* ]- s0 J6 ]4 ~5 }
% t2 I) k4 S2 b( t) L
6 P& c: T( b8 [ h" S8 a 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。
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# n) W3 ~0 C3 j& m* x/ C7 D
% d% L$ U$ Z/ T C9 G
另外就是谐波 若ASM所产生的HARMonics太强，则会影响接收性能，
1 B- M2 n5 v* k) g& ?/ c' _5 I8 m 例如LTEB17的3倍谐波，就会影响LTE B4的接收性能。如下图 : 8 U8 I" I; P) f f' h' G; O; v1 U
1 m4 m+ Z: S9 f. v9 `% t0 h% B8 }, ~
因此ASM在Tx路径，会内建LPF。 / k1 J' n% j) m: ?+ g3 S
9 \/ z! q: b0 F7 B
& k* H) C5 t2 u* B f2 f8 @
而Data sheet同样也会标注其Harmonics大小
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2 N8 s: o$ S1 z, C4 F, f
1 X7 N( S; V' B$ F, n/ `9 M
, F2 V# s( O5 J. Y8 N8 {1 Y# s! b
$ p g2 s# S& b `# N
- Q0 \* A% T1 @% R8 s4 F/ J2 E1 ?$ \" ~& @) ]3 w
. Y7 Q& j, @4 T- c8 U f8 E4 T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 " |0 j, k6 r) n) W7 j+ k M
6 d+ k8 P7 ~7 P% i. c
( A T2 B, E- O/ i
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:
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* Y5 u4 S& h6 X- F# {
4 }1 D4 i) \0 {" ~+ f# G# Y ]4 [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
' B' ]# G! {7 X* Z/ a另外 ASM看出去的相位 会影响其谐波大小 $ o8 @& h# x1 N' m8 y% @. V$ h5 @. A
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2 k/ t: ^1 a! i( v7 m! m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
5 B0 V' r' w) O: i& K( @- } |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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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
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& ]% v- W6 F2 Y' [
, h- [, g" y! V# A+ b' x因为这些PAR较大的讯号 必须以Back-off来维持其线性度
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, U0 k: r6 R `/ j
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 : 7 Q; y M" ~ }1 X* i6 b
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/ Q" {) f6 C- `+ P6 Z4 @8 q
3 \ c/ M+ V4 c% ^$ w# _2 k) V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
4 M) w# j- O5 b/ g+ {' ~但也会取决于其控制电压 如下图
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% M7 m9 ]1 B* x7 V* V
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一般而言 控制电压越大 其线性度越好 (但耗电流增加) 8 n. m: L% `$ R* w: O7 V
) F) K2 J! d1 G" ]8 `* H6 c
) }. w* H- W7 g4 _& [- v1 r
其他详情 可参照 4 }2 R3 s- {; y8 [5 y
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1 R5 w9 M6 ^8 V! \! N
9 ?1 c9 @/ A8 G* w在此就不赘述 5 E7 x, d4 s3 W( e. \( O
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