弱弱的问句TX SAW 的位置

snail2599

我们公司做的450M模块上面，TX,RX路上各两个SAW。在TX路上RFIC 和PA之间有一个，耦合器和双工器之间还有一个。RX路上，双工器和LNA之间有一个，LNA和RFIC之间又有一个！！不过，我倒是觉得双工器和LNA之间的这个可以省省！

gookerdone

有同样的困惑，根据以上同仁的观点，主要原因如16楼所述：1、SAW的输入功率不能太大，但是据业内人士介绍也有输入功率很大的SAW；2、加PA后会造成功耗增加，这确实是个很好的理由。那么放在不同的位置对接收性能有没有影响呢？
期待高手能再详细、全面的解释下为什么Tx SAW不放在PA到duplexer之间？

criterion

<B>以下是引用<i>gookerdone</i>在2013-6-26 17:56:27的发言：</B>
有同样的困惑，根据以上同仁的观点，主要原因如16楼所述：1、SAW的输入功率不能太大，但是据业内人士介绍也有输入功率很大的SAW；2、加PA后会造成功耗增加，这确实是个很好的理由。那么放在不同的位置对接收性能有没有影响呢？
期待高手能再详细、全面的解释下为什么Tx SAW不放在PA到duplexer之间？

如果是考虑SAW的承受能力
我认为这只是原因之一   
但不是主要原因
没错  一般而言   SAW的承受能力  差不多十几dBm
如下图


<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201362721224422182.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


但是   
Duplexer内部   其实也是由两个SAW构成  一个Tx  一个Rx

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而且Duplexer是放在PA后   承受的是经过PA放大的讯号
以WCDMA为例    至少也将近23.5 dBm  
所以   如果厂商愿意
其实要作出一个足以承载GSM PA输出讯号的SAW   也是做得到   
所以我认为   SAW的承受能力   不是主要原因


而主要原因   楼上几位大侠都说了
就是Insertion Loss
PA的input level  多半范围很大
以GSM为例   通常0 dBm~ 6 dBm  都可以接受
所以   PA input放SAW    Insertion Loss大一点
都还没太大影响  换句话说   基本上
0 dBm跟6 dBm的PA input
对于PA的线性度  以及最大饱和功率  是没啥区别的
反正作Calibration时   自然会补偿回来



但是   PA output的Insertion Loss   是补偿不回来的
PA output的Insertion Loss多1 dB  最大饱和功率  就是硬生生被扣掉 1 dB
差一点情况   就是GSM Low band的Target power要32.5 dBm
但最大饱和功率   只有33 dBm  只Back-off了0.5 dB
PA线性度不佳   Performance可能会劣化
更糟一点   就是最大饱和功率   只有32 dBm  连Target Power都达不到
所以SAW不会放在PA输出端


顺带一提   SAW不只会因Insertion Loss   砍主频讯号
也会因温度所造成的频偏   而砍主频讯号

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201362721232345322.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


由上图可知  SAW在高温时的频率响应  有别于常温   会有些许频偏
假设今天要测的是Low Channel
常温时  可能因为量测的Channel  还在Pass Band里面   
所以Insertion Loss还OK
但高温时  可能频偏   导致量测的Channel  
跑出了Pass Band外面   变成Out-of-band
这时Insertion Loss就很可观了


而PA是吃电最凶的组件  导致温度升高
若SAW靠PA太近  就会因PA的高温
导致频偏  进而加大主频的Insertion Loss
若用的是FBAR这种频率响应比较陡峭的滤波器



<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201362721234185743.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


一旦量测的Channel   跑出了Pass Band外面   变成Out-of-band
那主频会被砍很凶   至少7~8 dBm跑不掉
如此一来   即便是放PA输入端  
靠Calibratoin  也补偿不回来   因为主频讯号已小于PA的input level
所以若是WCDMA或是LTE这种用到线性调变
导致吃电较凶的PA   SAW记得不要靠PA太近   尤其是FBAR这种的Filter


至于SAW放在不同的位置  对接收性能有没有影响呢?
有!!  
所以这就是为啥Tx SAW不放在PA到duplexer之间



以WCDMA为例   因为WCDMA是FDD机制  分频多工
所以Tx跟Rx会同时运作
因此需要Duplexer  来隔离Tx跟Rx讯号
而GSM，因为是TDD机制，Tx端与Rx端并不会同时运作，
故不需要Duplexer将Tx与Rx的讯号路径作隔离

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201362721241293711.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


所以由这边知道  WCDMA的Tx  是会影响Rx性能的



因此  若SAW放PA输出端    则Out-of-band噪声
可能会被PA放大   导致LNA的Noise Floor升高
导致Rx灵敏度下降
所以SAW要放PA输入端
如此才能避免Out-of-band噪声
被PA放大，进而增加LNA的Noise Floor

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201362721242421602.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />



而由下图可知  Tx端的Out-of-band噪声
不只会影响Rx LNA的Noise Floor
也会影响GPS
因为GPS只有Rx  而且接收的是-150 dBm以下，极微弱的讯号，

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201362721243974067.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />


各位应该有个经验   用手机3G上网    寻找附近有啥好吃的餐厅

3G上网 : WCDMA启动
寻找附近有啥好吃的餐厅 : GPS定位启动

此时WCDMA跟GPS是同时运作的
若WCDMA  Tx端的Out-of-band噪声
升高了GPS的Noise Floor   导致GPS的CN值下降   灵敏度变差
那很可能你搜寻半天  都订不到位   因为你手机无法接收卫星讯号

所以再次说明
为啥Tx SAW要放PA输入端
若放输出端
Out-of-band噪声早就透过PA放大
将RX性能   劣化得一蹋胡涂了
所以要预防胜于治疗   PA输入端就先放Tx SAW



其它详细原理   可参照
<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201362721245166720.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />
在此就不再赘述

metalsi

LS，看到高通的WTR1605L平台TDD-LTE的B38和B40把SAW置于PA和DUPLXER之间，感到十分不解高通为什么要这样设计~

criterion

<B>以下是引用<i>metalsi</i>在2013-6-27 21:40:45的发言：</B>
LS，看到高通的WTR1605L平台TDD-LTE的B38和B40把SAW置于PA和DUPLXER之间，感到十分不解高通为什么要这样设计~

LTE我就比较不熟了
改天发SR问高通好了

fly_inbed

B38B40是TDD频段，哪有Duplexer，你的原理图是不是看错了。

criterion

<B>以下是引用<i>fly_inbed</i>在2013-6-28 13:23:25的发言：</B>
B38B40是TDD频段，哪有Duplexer，你的原理图是不是看错了。

查了一下
对啊   WTR1605L的TDD LTE B38 & B40
确实没有Duplexer
24楼大侠   你可能记错了

<img src="attachments/dvbbs/2013-6/201362813414737694.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

不过SAW   确实是放在PA Output
跟一般认知不太一样
至少GSM或WCDMA  都是放PA input
这点很神奇~~

metalsi

回LS，讲错了，没有DUP，是PA和天线开关之间会有TX SAW.

fly_inbed

这是一颗大功率SAW，用于PA放大之后的滤波，PA前也要放一颗小功率SAW。
另外，B38,40要考虑和WIFI的共存，需要这两颗SAW。

fly_inbed

又查了一下，WIFI共存不用考虑了，主要在WIFI那边考虑。
后级SAW的作用类似双工器TX端的滤波效果，过滤放大后的杂波。

fengmo44

听供应商说过FABR工艺的双工器，从上面的图来看插损小，带外抑制还好，温度特性稳定，那价格上是不是要贵很多，现在大家有在用吗？了解下。

WCDMA的band2用了这种工艺的双工器，是不是指标能改善很多，大家有用的吗，讲讲看 ？

zhouqiyong2008

[em01]一直在观望，从未被超越！

criterion

<B>以下是引用<i>fly_inbed</i>在2013-6-28 14:57:49的发言：</B>
又查了一下，WIFI共存不用考虑了，主要在WIFI那边考虑。
后级SAW的作用类似双工器TX端的滤波效果，过滤放大后的杂波。

以下是Qualcomm回答

=====================================================

The SAW has 1.5-2dB insertion loss compared to ~0.5 dB for LPT.
Reducing post-PA insertion loss of TDSCDMA B34 and 39 improves the transmitter power budget,
reduces current consumption at max power and improves talk time.

For device supporting TDSCDMA, if GPS is blanking during TDS transmission,
the post-PA Tx SAW (Used for cutting down the GPS band noise)
can be replaced with a LPF. Impacts GNSS sensitivity and TTFF.

Our MTPs are designed to operate on TDSCDMA and GNSS concurrently.
This is why the reference schematic uses LPF for B34 and 39.

WTR1605 device is SAW-less as much as possible.
And SAW for B34/B39 is optional.
In that effort,
the MTP design team kept the B34 and B39 SAWless on our MTP ensuring all spurious emissions cases specs were met.

Given this option, you can include SAW for B34/B39 on your device.
SAW provides additional margin for Tx Spurious Emissions.
Most difficult to meet is B43B39 and B34, B39  B3.[/COLOR]
=====================================================================

用LPF的目的   确实是因为Insertion Loss较小
至于之所以用SAW   是因为相较于LPF
比较可以避免GPS被干扰到
如果不考虑GPS受干扰这点
当然用LPF砍谐波就可以了



至于SAW放PA后面
应该是说
WTR1605L基本上因为是几乎SAW-less的设计
所以PA input不用加SAW
(否则一般看到的  都是加在PA input)
而PA Output加SAW   是为了更确保spurious emissions可以Pass
若你拔掉PA output的SAW    spurious emissions一样可以Pass
那当然就不需要加




所以简单讲
Qualcomm有自信PA input可以不用加
但没自信PA output的SAW可以不用加
所以Ref Design  PA output的SAW先挂上去再说
确保你spurious emissions可以过
这样他们就没责任了


至于你PA output的Insertion Loss变大
耗电流增加
Qualcomm可以说是你Layout走线太长
跟他们无关   不是他们的责任


结论就是
如果SAW一定要加  当然是放PA input
PA Output是放安心用的   保险起见
加了当然对Performance有帮助  但不代表不加就一定会Fail

cocokokie

B38,B40和B41 TDD系统周围的频谱分布比较密集,包括了TDD,FDD和ISM等多个通讯频段.RF系统设计时候,为了有较好的带外的spur抑制,需要滤波器对带外远端各个频点上都需要有良好的抑制效果,再加上时分系统,收发的timing控制不好,通过PA(如果PCB上match和layout处理不理想话),很容易被其放大而产生衍生的高次谐波和不规则频点杂波.所以看到需要加带外抑制能力较强的saw来处理(包括GNSS波段).当然SAW放在PA后,会增加无谓的I.L,会增加通话电流等,这个需要RF设计者来权衡.

当然高通说在考虑TDD系统和GNSS共存时候，如果软件处理在TDD的发射slot间隔内,可使GPS处于临时的blanking状态话,就可以考虑在PA后使用I.L较低的LPF来处理带外非GNSS波段的带外抑制.

考虑到WLANISM波段和周边的TDD和FDD的LTE系统共存干扰(B38,B40,B41和B7),正如前面楼上所说的,需要考虑在WLAN侧的RF前端加载额外的RF滤波的措施

fly_inbed

顶两位楼上！
问下，GNSS波段印象中是15xx-16xx吧，TD谐波会干扰到这里吗?

cocokokie

GNSS波段是 1597到1605Mhz,同时其实际信号非常弱(<-130dbm),通常都是低于低噪.TDD系统发射SLOT间隔,瞬时的RF脉冲能量相当高,势必会大幅提高GNSS波段的宽带噪声,导致再此间隔内的GNSS的接收机过载(目前高通GNSS接收机RF系统设计是无法规避掉这样强的瞬时RF脉冲能量),无法decode出有用的GPS信号.

limolee

顶criterion。

fly_inbed

谢谢！
为何加低通可以解决呢？

answerxin3

精彩。这发展的太快了。之前还是TX noise in RX band。后面就到LTE了。

youdashi

PA的输出一般都很大20-30dBm SAW加在PA后面首先滤波器输入一般在10dBm左右 不行吧 加在后面的话信号与噪声同步放大 滤波性能应该也会打折扣 个人见解  不对的请指正