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关于接收机射频前端的IIP3计算
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在Maxim网站看到这样一篇文章(http://www.maxim-ic.com.cn/appnotes.cfm/an_pk/3395),对于最后计算系统IIP3的部分计算不懂。
相关内容如下(图片如果看不到在附件里面有):
增加一个低噪声放大器(LNA)?
由于FCC规定必须使用低发射功率,小的电池容量以及发射天线朝向的不确定性等因素,要求RKE接收芯片具有极高的灵敏度。提高接收灵敏度的一个方法是增加一个低噪声放大器(图3),但这种方法会降低动态范围,在具体应用中可能无法接受。可以考虑一下对MAX1470超外差接收器的分析。
图3. 添加一个外部LNA (MAX2640),提高接收灵敏度,但降低了三阶交调截点。
接收灵敏度取决于它的噪声系数、载波调制检波所要求的最低信噪比S/N和系统的热噪声:
S = NF + n0 + S/N, 式1
其中,S为所要求的最小信号电平,以dBm为单位;NF为接收器的噪声系数,以dBm为单位;n0为接收器的热噪声功率,以dBm为单位;S/N为满足信号检波的输出信噪比,以dBm为单位(通常基于可接受的误码率)。
为简化起见,对基于曼彻斯特编码的数据,估计其S/N为5dB,根据定义,可以得到:
n0 = 10log10(kTB/1E-3),
其中,k为玻尔兹曼常数(1.38E-23),T为温度,以开氏度为单位;B为系统噪声带宽,在室温(T = 290°K)下,1Hz带宽时, n0 = -174dbm/Hz。相对300kHz IF带宽, n0 = - 119dbm。
假定系统灵敏度(S)是-109dBm,用式1可以算出噪声系数NF = 5dB。噪声系数(NF)与噪声因数(F)之间的关系为:(NF)dB = 10logF,其中F = 10(NFdB/10)。所以,F = 3.162。对于多个双端口部件级联的情况,噪声系数为:
FTotal = F1 + (F2-1)/G1 + (F3-1)/(G1*G2) + . . . 式2
利用式2可以对系统增加了外部LNA时的新噪声因数进行计算。对于Maxim的MAX2640 LNA,NF = 1dB、增益 = 15dB (也就是,F1 = 1.26,G1 = 31.62)。原系统的噪声因数是3.162,所以,FTotal = 1.327,即1.23dB,代入式1得到:
S = 1.23 - 119 + 5 = -112.77dB。
假定原灵敏度是-109dB,加上LNA后仅仅获得了3.77dB的提高。考虑三阶交调截点(IIP3)对动态范围的影响,MAX1470有16dB的内部LNA增益和-18dBm的内部混频器IIP3,而总的IIP3为-34dBm。加上具有15dB增益的外部LNA,将这个数字降低到-49dBm。因此外部LNA的加入对灵敏度大约有4dB的改善,但系统动态范围降低了15dB!对于指定的应用场合,必须考虑这种折衷。
请问这里的系统IIP3为什么是这样算?
昨天就这个问题跟Maxim的工程师联系,给我的回复是说这里没有考虑LNA的IIP3,视其为理想的。
请问理想的情况下IIP3应该是多少?
还有,对于GSM来说,n0计算过程中的噪声带宽(B)是不是就是200K?
谢谢。
相关内容如下(图片如果看不到在附件里面有):
增加一个低噪声放大器(LNA)?
由于FCC规定必须使用低发射功率,小的电池容量以及发射天线朝向的不确定性等因素,要求RKE接收芯片具有极高的灵敏度。提高接收灵敏度的一个方法是增加一个低噪声放大器(图3),但这种方法会降低动态范围,在具体应用中可能无法接受。可以考虑一下对MAX1470超外差接收器的分析。
图3. 添加一个外部LNA (MAX2640),提高接收灵敏度,但降低了三阶交调截点。
接收灵敏度取决于它的噪声系数、载波调制检波所要求的最低信噪比S/N和系统的热噪声:
S = NF + n0 + S/N, 式1
其中,S为所要求的最小信号电平,以dBm为单位;NF为接收器的噪声系数,以dBm为单位;n0为接收器的热噪声功率,以dBm为单位;S/N为满足信号检波的输出信噪比,以dBm为单位(通常基于可接受的误码率)。
为简化起见,对基于曼彻斯特编码的数据,估计其S/N为5dB,根据定义,可以得到:
n0 = 10log10(kTB/1E-3),
其中,k为玻尔兹曼常数(1.38E-23),T为温度,以开氏度为单位;B为系统噪声带宽,在室温(T = 290°K)下,1Hz带宽时, n0 = -174dbm/Hz。相对300kHz IF带宽, n0 = - 119dbm。
假定系统灵敏度(S)是-109dBm,用式1可以算出噪声系数NF = 5dB。噪声系数(NF)与噪声因数(F)之间的关系为:(NF)dB = 10logF,其中F = 10(NFdB/10)。所以,F = 3.162。对于多个双端口部件级联的情况,噪声系数为:
FTotal = F1 + (F2-1)/G1 + (F3-1)/(G1*G2) + . . . 式2
利用式2可以对系统增加了外部LNA时的新噪声因数进行计算。对于Maxim的MAX2640 LNA,NF = 1dB、增益 = 15dB (也就是,F1 = 1.26,G1 = 31.62)。原系统的噪声因数是3.162,所以,FTotal = 1.327,即1.23dB,代入式1得到:
S = 1.23 - 119 + 5 = -112.77dB。
假定原灵敏度是-109dB,加上LNA后仅仅获得了3.77dB的提高。考虑三阶交调截点(IIP3)对动态范围的影响,MAX1470有16dB的内部LNA增益和-18dBm的内部混频器IIP3,而总的IIP3为-34dBm。加上具有15dB增益的外部LNA,将这个数字降低到-49dBm。因此外部LNA的加入对灵敏度大约有4dB的改善,但系统动态范围降低了15dB!对于指定的应用场合,必须考虑这种折衷。
请问这里的系统IIP3为什么是这样算?
昨天就这个问题跟Maxim的工程师联系,给我的回复是说这里没有考虑LNA的IIP3,视其为理想的。
请问理想的情况下IIP3应该是多少?
还有,对于GSM来说,n0计算过程中的噪声带宽(B)是不是就是200K?
谢谢。
帮顶一下,这么好的帖子居然没有人顶,啥子社会啊
楼猪所说的iIP3计算应该是器件的iIP3-Gain(前一个器件),iIP3是指我们的三阶交调的最大允许输入功率,如果前一级器件对信号有放大,所以你的前一级器件的如入功率就应该为后一级器件的iIP3再减去前一级器件的Gain。
申明:网友回复良莠不齐,仅供参考。
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