关于LNA与Filter位置对性能的影响

gook2009 · 发表于 2014-6-6 17:33:36

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？

metalsi · 发表于 2014-6-6 20:10:16

完全不懂。

fengmo44 · 发表于 2014-6-7 20:21:12

本帖最后由 fengmo44 于 2014-6-7 20:22 编辑

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。

yhtn · 发表于 2014-6-7 20:22:55

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

fengmo44 · 发表于 2014-6-7 20:25:19

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。

gook2009 · 发表于 2014-6-9 10:00:16

fengmo44 发表于 2014-6-7 20:25
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 ...

是这样的，实际一般是双SAW，要么就是省后面的了。

gook2009 · 发表于 2014-6-9 10:01:10

fengmo44 发表于 2014-6-7 20:21
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 ...

LNA这么容易饱和吗 [em18]

fengmo44 · 发表于 2014-6-9 11:13:11

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。[em02]

dkang2014 · 发表于 2014-6-16 22:45:49

学习一下。

criterion · 发表于 2016-2-2 11:49:06

本帖最后由 criterion 于 2016-2-2 11:51 编辑

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

52RD网友 *发表于 2016-2-2 16:40:39* · 发表于 2016-2-2 16:40:39

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。

assemble · 发表于 2016-2-2 16:43:23

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

52RD网友 *发表于 2016-2-17 10:00:15* · 发表于 2016-2-17 10:00:15

criterion 发表于 2016-2-2 11:49
分几个问题讨论 :

LNA这么容易饱和吗

感谢大神的无私奉献

907727835 · 发表于 2016-11-18 13:51:02

谢谢谢谢谢谢谢

wonengxing2013 · 发表于 2017-2-23 18:05:20

谢谢分享

kk602321 · 发表于 2020-4-29 23:10:16

好帖，学习了

kk602321 · 发表于 2020-5-4 10:20:06

好贴，学习

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