输入端acp的波形如图所示试画出输出端q1q2的波形(输入端匹配的条件)
导语:PA 输入端SAW Filter 对于EVM的影响(写的很好~)
一般来讲PA input的SAW Filter会影响EVM ,主因有三:
1、SAW Filter的Group Delay(不通频率信号通过Filter时的群延时);
2、VCO Pulling跟DA的Load-pull;
3、SAW Filter的Insertion Loss。
第一个是SAW Filter本身特性,不过近年来由于工艺技术的发展,EVM的Fail几乎不会是来自这因素,所以不考虑。大家知道这一项就好;
第二个跟PA input的阻抗有关,一般来讲,通常会用0R电阻来作Co-layout的设计,以衡量SAW Filter可拿掉与否,而可能的测试结果如下:
有放SAW Filter时,其PA输入阻抗偏离50奥姆,以至于反射的能量打到VCO产生VCO Pulling,那么EVM当然差。而拿掉SAW Filter,把0R电阻放上去,此时其PA输入阻抗接近50奥姆,减少了能量的反射,VCO Pulling消失,当然此时EVM就得到改善。或是从Load-pull的角度来分析
放SAW Filter时,PA输入阻抗偏离50R,而PA的输入阻抗正好也是DA(Driver Amplifier)的Load-pull。换句话说,此时DA看出去的Load-pull偏离50R,线性度不好,以至于收发器出来的EVM就已经差了,加上PA是最大的非线性贡献者,此时PA输出的EVM当然只会更差。
而拿掉SAW Filter,把0R电阻放上去,此时其PA输入阻抗接近50奥姆,亦即此时DA看出去的Load-pull接近50奥姆,线性度很好,以至于收发器出来的EVM很好,即便经过了PA,其PA输出的EVM也差不到哪里去,基本可以接受!
那么为什么会产生这原因呢?
答案主要是RF Matching没调好!
由上图可知,即便SAW Filter本身组件是50R,但焊盘与走线的接合处已经是一个阻抗不连续面了,会造成阻抗失配,加上PCB的寄生效应,所以很可能该SAW Filter焊在PCB上后其阻抗并非50R。
而在调Matching1跟Matching2时,很可能都是分段来调,也都各自很接近50R。但匹配是要看整体,前述说过,此时SAW Filter很可能已经非50R了,换言之,即便Matching1跟Matching2都很接近50R,但由于SAW Filter的非50R,使得收发器看出去的阻抗依然偏离50R。
Matching1跟Matching2调到50奥姆只是补偿PCB走线的阻抗偏移,若Matching1跟Matching2没有微调去补偿SAW Filter的阻抗偏移,则整体阻抗依然偏离50R。毕竟匹配是要看整体,所以改善方式就是微调Matching1跟Matching2直到(收发器输出=>SAW Filter=>PA输入)这一整段都接近50R。
如果这一整段怎么调都调不到50R,那就要检查一下Layout走线是不是有残段?
如上图,实际Layout上在走SAW Filter这路时(亦即0R电阻拔除时),其SAW Filter输入输出端,会有残段,这残段会有寄生电感跟寄生电容,以至于改变了阻抗,所以前述所说,即便Matching1跟Matching2都很接近50奥姆,但收发器看出去的阻抗依然偏离50R。
除了是来自SAW Filter的因素外,也可能是来自残段的因素,若这寄生效应不严重,或许Matching1跟Matching2还可以调回来,但若太严重,就很可能会调不回来,更重要的是,Stub1跟Stub2造成的Stub effect,会因寄生电容造成额外的Insertion Loss,这就不是Matching可以调回来的。
另外,RF走线的分支点,必须很靠近SAW Filter。
如上图,假设分支点离SAW Filter太远,那么走0R电阻这路时(亦即SAW Filter拔除时),Stub1跟Stub2,会造成阻抗偏移。就算Matching1跟Matching2可以调回来,但Stub1跟Stub2造成的Stub effect,会因寄生电容,造成额外的Insertion Loss,这就不是Matching可以调回来的。
所以采用Co-layout时,为了将Stub Effect降到最低,随着电路频率的提高,有经验的工程师都会做共焊盘处理,如下图所示。
1. 必须放两个0R电阻;
2. 分支点必须极靠近SAW Filter;
3. 0R电阻必须极靠近分支点。
共焊盘设计
第三个是SAW Filter的Insertion Loss
先做一下简单的链路预算:
假设不管有没有SAW Filter其Connector能量到的最大饱和功率都是28dBm,PA输出的Post-loss算3dBm,PA的Gain为28dBm,这样推算出来不管有没有SAW Filter,PA input都为3dBm。
而SAW Filter的Insertion Loss为2dBm,换言之,若有放SAW,则收发器的输出为5dBm;若无放SAW,则收发器的输出为3dBm,以DA角度来讲,输出功率越大,线性度越差,当然EVM就不好。
原则上如前述,先确定 (收发器输出=>SAW Filter=>PA输入)这一整段是否接近50R?
如果是,但EVM依然Fail,那基本上SAW Filter的Insertion Loss就是造成EVM不好的元凶。因为如前述,近几年随着工艺的水平发展,EVM的Fail几乎不会来自SAW Filter的Group Delay,解决之道就是换一颗Pin-to-Pin且Insertion Loss较小的SAW Filter。
当然,若拿掉SAW Filter对灵敏度没有影响,那原则上也是可以拿掉的~
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