关于一颗滤波器的group delay

rocksyh · 发表于 2014-12-11 16:09:25

最近在评估一颗LTE TDD的full band带通滤波器，感觉它的带内纹波比较大，而且带内的S21的group delay波动也比较大，波动最厉害的地方3.4MHz间隔就有10ns的差别，而另外一家滤波器（AVAGO）的group delay就比较正常。
我想问一下这么剧烈的GROUP delay抖动，会不会影响到上下行信号的解调？请看附件中蓝色曲线（红线是对比用的avago的group delay）

criterion · 发表于 2016-11-7 17:07:25

本帖最后由 criterion 于 2016-11-7 17:10 编辑

先说结论  可能会有影响

TX :  EVM
RX : 灵敏度
尤其是1.4 MHz的讯号带宽

先说啥是Group Delay

由傅立叶变换得知一个讯号除非是正弦波否则一定会有谐波成份
换句话说  该讯号其实是由许多频率的成份所组成

因此  当该讯号通过一个Filter时  每个频率成份的传输时间会有所不同
这就是Group Delay的由来

你就想象说赛跑时每个选手抵达终点的时间会有所不同
有人第一名  有人最后一名

因此  若Group Delay为0

表示该讯号的相位  自始至终  都是固定的不会随频率改变
同时也表示  该讯号每个频率成份的传输时间都一样

但实际上不可能  也就是说
该讯号的相位必定会随频率改变
该讯号每个频率成份的传输时间  必定有所不同

所以简单讲  Group Delay是一定会有  无可避免

而我们由上图也知道  讯号相位随频率的变化曲线的负斜率
就是Group Delay  如下图:

如果讯号相位随频率是线性变化  则Group Delay为固定值  即绿色曲线
红色曲线是讯号实际上的相位变化
由左图可看出若红色曲线越线性  亦即越贴近绿色曲线
则右图的Group Delay的起伏变化就越小
反之若左图的红色曲线越非线性  亦即越远离绿色曲线
则右图的Group Delay的起伏变化就越大

而我们刚讲过  Group Delay是一定会有  无可避免
因此  该注意的不是Group Delay
而是Group Delay的起伏变化  也就是Ripple
若Group Delay Ripple越大  表示其左图的红色曲线越非线性
使得讯号因相位的非线性变化而有所失真

所以我们得到一个结论  Group Delay Ripple越大之处
其讯号失真会越严重

再来我们看LTE讯号 EVM的定义:

∆α是每个RB经过该Filter时  所遭受到的振幅变化
∆ø是每个RB经过该Filter时  所遭受到的相位变化

所以我们得到一个结论  若Group Delay Ripple越大
则相位变化越剧烈  那么EVM就会越差

而EVM与SNR关系如下 :

以RX角度而言  若讯号EVM越差  表示SNR越差  则灵敏度越差
所以我们得到一个结论若Group Delay Ripple越大
TX的EVM会越差
RX的灵敏度会越差

所以由你的图来看 :

蓝色曲线这颗Filter  其中间通道的Group Delay Ripple最大
因此其TX的EVM跟RX的灵敏度会最差

而且以绿色曲线为基准跟红色曲线比起来
蓝色曲线在其他频率点偏离绿色曲线的程度也颇大
也就是说  蓝色曲线这颗Filter  在其他频率点的TX EVM跟RX 灵敏度
也会比红色曲线的AVAGO Filter差很多

同时我们仔细观察红色曲线的AVAGO Filter
其低信道跟高信道的Group Delay Ripple会比较大  偏离绿色曲线较多
这是正常的

由上图可知 Group Delay在频率响应的转折处本来就会比较大
故以Band Pass Filter为例
本来就是低信道跟高信道的Group Delay Ripple会比较大
换句话说  AVAGO Filter的曲线  比较像是典型Filter该有的曲线
因此以AVAGO Filter而言其低信道跟高信道的
TX EVM, 以及RX 灵敏度, 会比其他通道差

另外  不同的讯号带宽  其劣化程度也不同
以10 MHz带宽而言  一共是50个RB

很可能有5个RB的EVM劣化占整体10% (5/50 = 10%)

以1.4 MHz带宽而言  一共是6个RB

很可能有3个RB的EVM劣化占整体50% (3/6 = 50%)

所以我们得到一个结论
越窄频的讯号其EVM受劣化的RB整体比例就越高

再回到EVM的公式:

刚讲的是每个RB的EVM定义
而讯号整体的EVM  是把每个RB的EVM
平方之后相加  除于RB数目  最后再开根号

所以我们得到一个结论
若其EVM受劣化的RB整体比例越高
则讯号整体的EVM就越差
也就是说  以你这颗滤波器而言  一样都是中间通道
原则上带宽1.4 MHz的EVM  会比带宽20 MHz的EVM 还要来得差

所以总结就是以这颗滤波器而言
看中间信道  1.4MHz讯号带宽的EVM跟灵敏度  你能不能接受?
可以你就用
不能你就换AVAGO

testsmart · 发表于 2014-12-12 09:12:50

你这个应该是校准的问题

rocksyh · 发表于 2014-12-12 11:55:52

testsmart 发表于 2014-12-12 09:12
你这个应该是校准的问题

这个不是校准的的问题，因为两家的器件我是在同一个环境下测得的，而且我测到的结果和厂家给的S参数几乎是一样的。谢谢关注！！

sfp1024 · 发表于 2014-12-13 14:34:34

坐等大神出现

rocksyh · 发表于 2014-12-13 16:33:40

是啊，等大神现身啊，过两天我换到主板上实际看一下结果如何？

zhgqiao · 发表于 2014-12-15 09:58:13

都还给老师了，看不懂群延迟。

changfm · 发表于 2014-12-15 15:23:37

用谁家的滤波器测试的？FullBand的Ripple是大些，但是这个Group Delay的确有异常

zhailong198658 · 发表于 2014-12-17 20:44:59

坐等高手

lgq-2003 · 发表于 2021-8-3 08:12:48

学习了，多谢分享。

chinamozhai · 发表于 2021-11-3 16:12:51

谁家的滤波器，同问，哈哈，虽然过了很久

52RD网友 *发表于 2021-12-10 14:46:22* · 发表于 2021-12-10 14:46:22

麦捷科技生产的双工器，滤波器，FBAR等等，国产代替国货加油，业务 13798504554李生

zywbull · 发表于 2023-2-2 21:25:50

解释的好

		自动登录	找回密码
密码			注册

[讨论] 关于一颗滤波器的group delay

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源