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本帖最后由 criterion 于 2015-3-14 02:42 编辑
$ W9 E$ D2 v1 f
& K$ _, Z, [; s$ ~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 i( u' ]( O8 t* G) c
( Q$ ?0 x9 u) u: Q" R* h7 O. Q' E
! Y% g& q, y ?0 c
8 L! s8 V& S: {6 d$ _# d- _" x
先讲携带功率的能力
1 H. Q8 {5 y3 Y; j9 h
; E7 p) L( v6 p) r, V
}: S3 Y5 }2 C. {& G+ u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 :
- v, T! K1 }& @0 q
- q( u( S P1 w, m- q( C1 O# `6 o
2 H) k# g# {- D) c% G' l1 W
. v. }7 s; u, d6 a& X! Q
7 ?. b% P) z3 J4 E# j5 H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 : 6 v5 y2 `, G& @" {; F
" R$ s1 s+ J* K9 a
/ X3 L" q0 _7 l- |" [
. s7 O: ~. V2 Q: H( ~那么ASM整体的Loss就会增加 如下图: 9 a1 t. a/ c, T% T6 D# S7 ]1 f
6 q4 P# B2 ~8 ?# j; E) w
3 o5 M0 |& b6 d" b/ i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 $ b7 }. {0 H! i; G9 [
$ a: F' a6 @2 S6 n
( f" @% C1 y% [* F 5 O: ?0 c# {. ]7 C, A
! C+ q5 ^) P7 F, H: N; A
这样PA的线性度变差 6 y) r2 w. B: |3 H5 X7 H: b
! D. G1 q+ s; U0 m7 S/ P
) t+ T2 s; V9 R! z. n2 P0 [7 g/ b
1 D: e- w( @% B2 \
其非线性失真就会加大 同时耗电流会上升 4 v o7 w8 A, o* t' \% J1 r* h
; |, w2 T# |% [; K+ v, e1 i
* T% J2 `! l# t: {0 x5 Q5 r$ D
: b; y1 Q" K0 W4 z' X: @; f7 q7 n4 H; T
; U( X l, O* T7 V( |; d% _3 D) g& G* {) N
! t1 q) P$ v- t4 k3 y
m% D( r7 ]+ s' j
7 j7 i0 [7 k1 r8 c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 :
; O0 |! W- E0 | Q
7 J& W9 N* g0 q U- d& d
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
4 P) q; c8 r& |
; f, d; \8 `( ?4 [
+ d- K* L0 e6 Y% W
) B/ |' O) f& q; J
- t( H0 |1 N. A: X% p! c/ w 1 |) L: y7 D/ `- _4 I5 V4 O
8 ^+ P* R( h/ E3 k/ ?" X/ E+ ~, T- e7 X( {& H% q
或是AVAGO的Duplexer, ACMD-7409 其Datasheet也有标注P1dB
4 u5 ]' a5 B5 o& ~
0 Z! V0 e3 O- ~1 i: E. }
. I. r; B" C! d; C/ k- {: b
, F. h. I! u6 Y" Y$ p! J7 O
( j$ {5 ]# {( s- M1 W) O由下图可知 若TX Filter线性度不佳
3 C0 n4 S6 S, f5 ]! H 会因为其PA输出的强大功率 而产生IMD失真
! X6 \1 |2 c" l' m
0 R3 k! s& n3 ? N; r
& m' w4 L6 S b$ ?
- }2 U0 A& Z B. d' S
$ _( u( J* d+ h. ]1 [- e& }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
% A7 e+ w& p* R m$ ]" d j9 @# X( Q, ?: o$ E5 Z3 H8 @% c
G# i% h2 r: [' A5 A* Q: H- j
$ ^# b* V) X% o$ I; O- m& p1 d8 D
) J0 h# A3 k& q5 W# g2 l. p$ L
$ ^% X9 t9 k# f" ?" |
" |8 G0 d6 J6 }8 o' I
. U$ F4 t/ S5 e
1 T4 Z( y# i O7 f若线性度差 就会有IMD失真 以DCS1800与WCDMAIMT为例，. u1 ~; C# k9 I3 |$ C
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IMD3，0 l0 W, u- ~6 K2 f; x, U
则将会影响WCDMAIMT的接收性能(2*1.95 – 1.76 = 2.14)。 5 n, c$ V* \ A- L% p1 J
/ ]0 Z$ |! T, Y3 y( [
( b) `4 q$ ]7 P3 |+ a 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 " }+ `$ M! ?$ `' Q0 ~; w
; A5 r' h. ?5 d9 w
# e/ E9 \; O8 u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
0 ]& ], J2 {3 v% q- ]
/ ]3 t1 {3 p# M- K W; {7 b2 s
8 B9 U+ ^" \* o& t
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。 b- }8 j) \& k% y& ]+ \" q
& e( j9 B" j7 O. s5 E1 k( d
g) r: {& A) F0 N3 l
另外就是谐波 若ASM所产生的HARMonics太强，则会影响接收性能，
: O8 y: N8 x0 H9 D9 k! E2 A 例如LTEB17的3倍谐波，就会影响LTE B4的接收性能。如下图 :
' G& h" p- u2 r S! z! M
' B2 b) i/ ], D! F, I2 H
0 m% ^+ D+ g6 {4 F, o! i) C 因此ASM在Tx路径，会内建LPF。
6 R! D. ^6 c1 H& D" f/ }
, _: Z0 [2 g$ m( q/ E
3 C4 w: U- u1 U7 F 而Data sheet同样也会标注其Harmonics大小
( {3 b: B0 Z& D5 ?7 D" s
R. }6 Q; v% N1 t$ q; Y
0 Y+ S. E, `& G5 W% b. j1 z
' a* B2 Q3 |3 |' q" k
- G5 t/ h7 l" r) q7 M& ^5 y8 C8 @( ]' o; b2 h- w
1 d; ~9 N7 w/ k% e, m% {: F; o
" j3 b+ e" X8 \8 k3 E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
& c( @9 A! a% n c' ~- e" [! ]
- j) u3 Z4 m$ l6 i
% V6 i, K' X" h$ `- s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:
* _7 p& f Y; O& E
8 w, D) N* T, O! ]! M3 H
+ F/ W9 s# W! |3 G: D/ p
) O) m* ]/ `$ S. W" x) ~: h
6 k4 g/ Y, r! M' k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
1 S* ~1 p' [# s! ]- G x另外 ASM看出去的相位 会影响其谐波大小
5 t: u: g6 L' q' n
$ u3 v/ Y3 q G9 h" G
, L) M9 ]" d& r9 Y! u$ ^
2 D$ J. l" E4 R m8 [8 K
, l- R8 j4 e# f* x" q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 ' h* M$ g6 C8 u$ F+ Q
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)
, k# C6 @: K9 I$ u. Q
" N I2 b x l( e# j% o, h7 h$ ] _+ P9 D7 g6 @, b% _0 g
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 n6 L" [8 t3 P5 h) h& }
/ ~: s0 L. k) g/ N2 j2 m* u
! i8 v' M6 E$ c! H p7 t
, x, j* B' V! y; a因为这些PAR较大的讯号 必须以Back-off来维持其线性度 5 t# ^! {$ L, a8 d- C0 x7 H. R( Y
# [3 a0 O8 C) _! h3 V m
2 C' x( k* ?. h * T6 w' S2 d' A% f% g) N$ O+ C/ v
1 |/ Z0 K/ x) I9 f. J J* S3 W
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 :
- G% N- f4 W3 u# ~$ F; e( ^0 ^
/ k2 K" Q! {6 y8 T3 ~, A
+ u( x1 R9 r: W4 F8 L5 t
) ?3 b( c. c" Z2 v8 T
6 o+ F, H7 g# H! x
4 v) l0 g. I! x
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 # {' a- ?8 O) e" S) ~# m% ?
但也会取决于其控制电压 如下图
& J, f' U9 @' v; B; p6 e& E9 @# {
; j; ?# X6 n) A1 ~* u+ l% c' h0 i$ }
* }: R5 h/ ^3 \- B9 z4 K2 ~( n, j: V& S+ o, K6 c" k
* H, y- {2 L. i9 K z; ]7 Q6 h, V" k! s/ t
一般而言 控制电压越大 其线性度越好 (但耗电流增加) 0 j1 g C, d+ R+ z
. _+ c+ y' U* ]2 k# {( }) x6 L0 q$ I7 _/ o, G
其他详情 可参照
1 @7 c% y7 S* Z! C2 t% i
/ @ [/ ~/ w! O7 m1 |# ]& |8 [
% b0 n" D& n6 C+ N& e( c
* r. u7 @! d$ e. d" z5 D在此就不赘述 ' h& d E: _7 ]! L
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发表于 2015-3-14 02:33
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