低噪放LNA后方的插入損耗對(duì)靈敏度有沒有影響？

低噪放LNA后方的插入損耗對(duì)靈敏度有沒有影響？

小編為什么問這樣的問題，難道沒有學(xué)噪聲級(jí)聯(lián)公式？

按照以下方式，我在LNA 和IC 之間加個(gè)10db 的衰減，對(duì)接收靈敏度的影響也很小嗎？

由上面看到了 NFsystem被降低了 6.1-2.7=3.4dB

也就是靈敏度提升了3.4dB

先說結(jié)論 要看LNA 后方的Loss 是否遠(yuǎn)小于LNA 的Gain

Yes => 沒影響

No => 有影響

先反問個(gè)問題 如果說 LNA 之后的Loss 不影響靈敏度

那么 LNA 之后Open(亦即Loss 無限大) 如下圖 :

有可能靈敏度不受到影響嗎?? 你第一直覺認(rèn)為不可能

是吧 因?yàn)槟氵B訊號(hào)都收不到 何來靈敏度??

要探討LNA 之后的Loss 會(huì)不會(huì)影響靈敏度

得先知道LNA 之后的Loss 對(duì)靈敏度影響程度多大

依據(jù)NF級(jí)聯(lián)公式和Friis Formula :

其實(shí)計(jì)算時(shí) 只需以LNA 為分水嶺分前后 換言之

可簡(jiǎn)化成三個(gè)Block 如上圖的綠框, 紅框, 籃框

計(jì)算出來 其NF 為3 dB

而LNA 的Gain 假設(shè)為13 dB 也就是G2 要帶19.95

你可以發(fā)現(xiàn) 當(dāng)G2 = 19.95 帶入分母時(shí) 其

幾乎可忽略不計(jì)

換言之

LNA 的Gain 會(huì)把LNA 后方Block 對(duì)接收路徑整體NF 的貢獻(xiàn)給稀釋掉

因此 若我們只計(jì)算綠框跟紅框的NF 總和 可得到2.7 dB

跟上述計(jì)算出來的3 dB 差不多

所以才有『LNA 后方的Loss 可忽略不計(jì)』的結(jié)論

但是 重點(diǎn)來了

F3-1/G1G2之所以可忽略不計(jì)

那是因?yàn)?(F3-1)遠(yuǎn)小于G1G2

以這例子而言

F3-1 = 2

G1G2 = 12.3

F3-1/G1G2= 0.16

反之 如果(F3-1)沒有遠(yuǎn)小于G1G2 則

F3-1/G1G2

就不可忽略不計(jì)

以反問那題為例 LNA 之后Open

亦即F3 為無限大，代入Friis Formula :

整體接收路徑的NF 變成無限大

再根據(jù)靈敏度公式 把整體接收路徑的NF 無限大 代進(jìn)公式 :

亦即你的靈敏度無限大

這世上不會(huì)有無限大的訊號(hào) 所以表示你接收機(jī)完全收不到訊號(hào)

因此 當(dāng)你(F3-1)沒有遠(yuǎn)小于G1G2 時(shí)

LNA 后方的Loss 對(duì)靈敏度肯定是有影響

由公式也證實(shí)了 你的第一直覺是對(duì)的

LNA 之后Open 靈敏度不可能不受到影響

因此回到你一開始的問題

『在LNA 和IC 之間加個(gè)10db 的衰減，對(duì)接收靈敏度的影響也很小嗎？』

我們得計(jì)算 加這個(gè)10 dB 的衰減后 其(F3-1)有沒有遠(yuǎn)小于G1G2

F3-1 = 24

G1G2 = 12.3

很明顯 (F3-1)并沒有遠(yuǎn)小于G1G2

所以這10 dB 衰減 對(duì)靈敏度肯定有影響

算出來其整體接收路徑的NF 為5.82 dB

而沒加這個(gè)10 dB 衰減時(shí) 剛計(jì)算出來的NF 為3 dB

換言之 你加了這個(gè)10 dB 衰減后

其靈敏度劣化了 5.82 – 3 = 2.82 dB 所以有影響

當(dāng)然 你會(huì)說 是否LNA 的Gain 越大越好

這樣越可以使

『LNA 后方的Loss 遠(yuǎn)小于LNA 的Gain』這條件成立?

理論上是這樣沒錯(cuò)

但實(shí)際上 LNA 的Gain 若太大

其后方電路會(huì)被LNA Output 輸出的訊號(hào)灌到飽和

其Noise Floor 上升 SNR 下降 那靈敏度還是不會(huì)好

況且LNA 的Gain 越大 其整體接收路徑的IIP3 就會(huì)越小

一旦有兩個(gè)以上的外來干擾訊號(hào) 其產(chǎn)生的IMD3 會(huì)越大

因?yàn)檫@IMD3 很靠近RX 訊號(hào) 你SAW Filter 也濾不掉

如此一來 IMD3 會(huì)讓RX 訊號(hào)的Noise Floor 上升 SNR 下降

那靈敏度還是不會(huì)好

不好的線性度 連帶也會(huì)產(chǎn)生不好的靈敏度

所以LNA 的Gain 不是越大越好 也不是越小越好 而是剛剛好最好

同時(shí)也知道 縱然LNA 可使其后方的Loss 不影響靈敏度

但若其后方的Loss 太大 對(duì)于靈敏度 還是會(huì)有影響

亦即該LNA 改善靈敏度的程度會(huì)大打折扣