你真的懂吗?收发机里的一个典型电路详解2
0赞继上一期博文详细分析了方案一:mixer + general purpose amplifier之后,接下来我们着重分一下方案二:mixer +attenuator+ general purpose amplifier这种情况下,带有价值信息的能量信号和其他杂讯信号是如何与上述拓扑结构的电路互相发生作用的。 一般情况下,我们通常在收发机里可以看见的电路,如下图1.1所示

上期博文已经分析了混频器出来的RFout里除了携带有信息的能量之外,还含有harmonics ,intermodulation,以及其它interference和thermal noise等无用的杂讯。我们通用可以假设从mixer输出端各种能量成分,如图1.2所示
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signal |
-50dBm |
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Interference(Harmonic+intermodulation+…) |
-70dBm(这里取有效带宽内的有效功率) |
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Equivalent Thermal noise |
KToB |

如果我们要求整个通信连路对有用信号的增益为15dB,同时假定值衰减器为-3dB。那么,衰减器后接的general purpose amplifier 需要提供的gain必须为18dB才能满足信号链路15个dB的增益。
接下来我们分别分析每一个信号成分在经历了-3dB的衰减器以及15dB的放大器之后的结果:
A 经历了衰减器之后能量成分如下表所示:
表一:
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Attenuator(-3dB) |
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Signal |
-50dBm |
-3dB |
-53dBm |
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Interference(Harmonic+intermodulation+…) |
-70dBm |
-3dB |
-73dBm |
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Equivalent Thermal noise |
KToB |
-3dB |
KToB |
Thermal noise 跟有效带宽和温度有关系 |

B 经历了general purpose amplifier 之后能量的分布:
我们知道,general purpose amplifier可以将输入端口的所有能量提供相应的增益,以完成放大功能。因此,无论是带有价值信息的signal ,以及Interference和Equivalent Thermal noise都将会获得相应的增益即18db,见下表三所示:
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amp(18dB) |
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Signal |
-53dBm |
18dB |
-35dBm |
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Interference(Harmonic+intermodulation+…) |
-73dBm |
18dB |
-55dBm |
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Equivalent Thermal noise |
KToB |
18dB |
KToB+15dB |
同时,我们可以观察下图得到更加明显的对比:

至于NA的由来,我们在上一期的博文中已经详细的说明。
与方案一比较,我们可以发现:
正是由于衰减器的作用,使得通用放大器不得不提高3个dB的增益。但是对于signal以及与之伴随的interference来说,它们的能量并没有被削弱,而且二者之间的比例关系也没有发生变化。
但是由于衰减器对thermal noise并没有衰减的作用,与此同时经过后面gain增加了3dB的放大器之后,其最终在输出端的能量较方案一提高了3dB,也就是说经过该拓扑结构以后,thermal noise 的能量被放大了一倍。无论是BJT还是MOS型的晶体管,其内部产生的noise跟其能够提供的增益具有正比例的关系,因为较之前15dB的增益供给能力而言方案二中为了能够提供多出3dB的增益便会产生更多的Na。
因此我们可以得到非常有说服力的结论:方案二的拓扑结构输出端所产生的信噪比被恶化了。也就是说,对于general purpose amplifier而言,如果在其前端接上一个衰减器便会恶化其最终的信噪比。
虽然恶化了信噪比,但是衰减器可以在mixer和amp之间起到一个缓冲的作用,改善amp前级的失配,减少由于失配反弹回mixer的能量,从而提高mixer输出信号的纯净度,减少由于非线性产生的多次谐波和互调产生的杂讯信号。
下一期的博文,我将着重分析attenuator+LNA这种拓扑结构,分析这种结构的优势进而说明在收发机部分为什么mixer后面总是看到这样的结构。它对杂讯的抑制,对信噪比的该少,对有价值信号的增益都有什么样的帮助。
