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发表于 2015-3-14 13:43:48
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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
先讲携带功率的能力
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 :
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 :
那么ASM整体的Loss就会增加 如下图:
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Target Power PA需打出更大的输出功率
这样PA的线性度变差
其非线性失真就会加大 同时耗电流会上升
再来是线性度
若线性度差 会衍生许多噪声,例如 DC Offset,谐波,以及IMD (InterModulation),如下图 :
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
或是AVAGO的Duplexer, ACMD-7409
其Data sheet也有标注P1dB
由下图可知 若TX Filter线性度不佳
会因为其PA输出的强大功率 而产生IMD失真
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Data sheet同样会标注
例如SKYWORKS的SKY13373-460LF
若线性度差 就会有IMD失真
以DCS 1800与WCDMA IMT为例,
若发射给基地台的WCDMA频率(1.95 GHz),与其他手机发射的DCS 1800频率(1.76 GHZ),在ASM中产生IMD3,
则将会影响WCDMA IMT的接收性能 (2*1.95 – 1.76 = 2.14)。
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
另外 输入功率超出线性范围
除了上述的Compression Loss跟非线性效应
其Isolation也会变差
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。
另外就是谐波
若ASM所产生的Harmonics太强,则会影响接收性能,
例如LTE B17的3倍谐波,就会影响LTE B4的接收性能。如下图 :
因此ASM在Tx路径,会内建LPF。
例如RFMD的RF8889A
而Data sheet同样也会标注其Harmonics大小
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DC Offset,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
影响指标有EVM, Phase error
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:
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
另外 ASM看出去的相位 会影响其谐波大小
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Post Loss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
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)
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
因为这些PAR较大的讯号 必须以Back-off来维持其线性度
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 :
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
但也会取决于其控制电压 如下图
一般而言 控制电压越大 其线性度越好 (但耗电流增加)
其他详情 可参照
在此就不赘述
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