1、1最佳实践 射频链路设计中级联电路的 NF、IP3 的口算方法。一、 问题的提出系统到单板的设计射频反向链路设计中主要包括:链路指标要求、架构设计、指标分解、电路搭建、通用件设计。具体步骤如下:1. 反向链路指标(标准要求)2. 链路架构按器件/电路功能的(经验) ,模块划分(系统、工程要求)a) 链路架构主要包含两点:有哪些类型的器件,关键器件的顺序。b) 模块划分则是依据系统、工程要求,如何将链路划分成各模块。c) 例子:主要是各类滤波器、射频放大器、可控衰减器、ADC。顺序为 DUPLNA RF SAWMixerLC LPFRF AmplifierIF SAW 。模块为3. 链路、模块、
2、电路典型指标(经验) ,通用器件型号及参数(经验)a) 放大器、RF SAW、IF SAW、Mixer、DATT 等b) 明确业界内当前的器件指标水平4. 关键指标分解到板级a) NF、IIP3、 Gain 等5. 从链路架构中分解关键点,基于关键点设计a) Mixer(线性度、CL、NF ) ,Mixer 后的 RF Amplifier(NF、Gain、线性度)b) IF SAW 的 Insertion Loss,IF SAW 后的 RF Amplifier 的 NFc) 增益补偿、小区呼吸d) Max Input Power基于选定的反向链路的架构和指标分解完后,我们会明确以下的一些设计目
3、标: 已知 (反向链路的 的要求) ,已知 (反向链路的objectNFn2,1 nNF2,1 objectIPn2,13的要求) 。IP,3 选择合适的器件,合理地分配增益,使级联后的 ,jectNFnn 2,12,1。objectIInn 2,12,1a) 仅从 NF 角度考虑,以某级器件为参考,希望 越大越好、dBGdBGm121越小越好。 越大、 越小,则该级器件对mNFddBGm21 NF的贡献越小。n2,1b) 仅从 IIP3 角度考虑,以某级器件为参考,希望 越小越好、dBGdBGm1212越大越好。 越小、 越大,则该级器件对mIP3dBGdBGm121 mIP3的贡献越小。n
4、2,1c) 以上存在三个矛盾/限制。 NF、IIP3 对 的要求是矛盾的,dBm121器件对 的限制,器件对 的限制。mIP3mNFd) 设计的目标就是很好折中/调和上述三个矛盾。问题的提出:业界中,在这个调和的过程中,一般要借助仿真工具来实现。这样作虽然计算精确,但是弊端很明显:耗时间,指导方向不强,对工具(计算机和软件)依赖性高,对适时性要求高的场合如故障定位和同行交流不是很方便。二、解决思路上文中折中/调和矛盾过程可用口算法完成,通过口算法计算射频级联电路的 NF、IP3 的完整分析见:反向链路设计级联电路的 NF、IIP3 的口算方法.doc和反向链路设计级联电路的NF、 IIP3 的
5、口算方法 .xls(1) NF 的口算已知条件:1. 已知 (RFE 的 NF 的范围) ;dBNFRE2. 知道链路中 任意一级器件的 dm 前级总增益 dBGGm121 三者之间的量化关系( )dBNFm dBNFdBNFmm12,2,1级联 NF 的公式: 。基于该公式,有:lineartyGGnn 121122,1 12,12,12, lg0lg0 mmmm NFNFdBNF 3 mmmm NFGNFG12,12,12,12, lg0lg10 定义 。 mmNFdBcoretNF12,12,l将 带入上式,则:tmdBcoretGd mmm12,12,lg10转用对数表示,则有:12,
6、12, mmNFG dBNFNFdBGmm12,12,012,12, 上式中, 。Gdm 12, 依据以上关系式,我们可以得到: 、 之间的简化关系。BNFmdBNFFGmmm12,12, 同时,给出与 、 、 之间的对d, dBcoretm应关系。 将以上参数间的量化关系用简单的表格表述出来,表格见反向链路设计级联电路的NF、IIP3 的口算方法 .xls的 Delta NF 部分。(2) IIP3 的口算已知条件是:1. 已知 ;dBmobjectIPn)(32,12. 知道链路中任意一级器件的 、 、该级器件对IP3dBGdBGm121的贡献三者之间的量化关系;)(2,1jectIn3.
7、 已知链路中每级器件的 Gain、IIP3 ,知道每级器件对 的贡献;)(32,1objectIPn4级联 IIP3 的公式: 。链路设计时,要求:lineartyIPGIPIn 33112122,1 。则有如下推导:)(32,12,1objectIPInn nnIjtI 2,12,13nn IPGIPobjectIP33 121212,1 nnnn IPGobjectIobjectI 33 1212,121,1, 任意一级器件对 的贡献为: (用百分比表示) 。)(32,1objectIPn mnIjectIP31212,1 同时, 可转用对数表示,如下式:mnIGjectI 1212,1 dBmIPGdBmobjectIPn nIPobjtI 331212,1 12,2,103 上式中, 。dBGm 12112, 由此,在已知 的情况下,可知 、objectIn)(32,1 dBIPm3、该级器件对 的贡献三者之间的量化关系,具体计ddBGm21 )(2,1objectIn算见向链路设计级联电路的 NF、IIP3 的口算方法.xls 之 Delta IIP3 部分。三、实践情况这个方法已广泛应用在 CDMA 基站射频接收通路设计、故障分析中去。四、效果评价有严密的理论支持和坚实的实践基础。5五、推广建议可推广到公司所有射频产品的射频链路级联设计和电路调试中去。 完