PA 输入端SAW Filter 对于EVM的影响

󰀃

一般来讲󰀃󰀃󰀃PA󰀃input的SAW󰀃Filter会影响EVM󰀃󰀃主因有三󰀃:󰀃󰀃

1.󰀃SAW󰀃Filter的Group󰀃Delay󰀃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󰀃

EVM的Fail󰀃󰀃几乎不会是来自这因素󰀃󰀃󰀃所以这一项知道就好󰀃󰀃

第二个跟PA󰀃input的阻抗有关󰀃󰀃一般来讲󰀃󰀃通常会用0奥姆电阻󰀃󰀃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󰀃:󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃

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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0奥姆电阻放上去󰀃󰀃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EVM就改善󰀃󰀃

󰀃

󰀃

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或是从Load-pull的角度来分析󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃放SAW󰀃Filter时󰀃󰀃PA输入阻抗偏离50奥姆󰀃

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50奥姆󰀃󰀃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󰀃PA输出的EVM󰀃󰀃当然只会更差󰀃󰀃

而拿掉SAW󰀃Filter󰀃󰀃把0奥姆电阻放上去󰀃󰀃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󰀃󰀃也还算可以接受󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃

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会产生这原因󰀃󰀃󰀃主要是Matching没调好󰀃󰀃󰀃

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󰀃

由上图可知󰀃󰀃即便SAW󰀃Filter本身组件是50奥姆󰀃󰀃但Pad与走线的接合处󰀃已经是一个阻抗不连续面了󰀃󰀃󰀃会造成阻抗偏移󰀃

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50奥姆󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃

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󰀃

而在调Matching1跟Matching2时󰀃󰀃很可能都是分段来调󰀃也都各别很接近50奥姆󰀃󰀃󰀃但匹配是要看整体󰀃前述说过󰀃󰀃此时SAW󰀃Filter很可能已经非50奥姆󰀃换言之󰀃󰀃即便Matching1跟Matching2󰀃󰀃都很接近50奥姆󰀃

但由于SAW󰀃Filter的非50奥姆󰀃󰀃使得收发器看出去的阻抗󰀃󰀃依然偏离50奥姆󰀃󰀃

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50奥姆󰀃󰀃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50奥姆󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃

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如果这一整段󰀃󰀃怎么调都调不到50奥姆󰀃󰀃那就要检查一下Layout󰀃是不是有残段󰀃?󰀃󰀃󰀃󰀃

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󰀃

如上图󰀃󰀃实际Layout上，在走SAW󰀃Filter这路时(亦即0奥姆电阻拔除时)，󰀃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50奥姆󰀃

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。󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃

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另外，RF走线的分支点，必须很靠近SAW󰀃Filter。󰀃󰀃

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󰀃

如上图，假设分支点离SAW󰀃Filter太远，那么走0奥姆电阻这路时󰀃(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󰀃:󰀃󰀃

1.必须放两个0奥姆电阻󰀃2.分支点必须极靠近SAW󰀃Filter󰀃3.0奥姆电阻󰀃󰀃必须极靠近分支点󰀃

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󰀃󰀃󰀃

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第三个是SAW󰀃Filter的Insertion󰀃Loss󰀃󰀃

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先做一下简单的Link󰀃Budget计算󰀃假设不管有没有SAW󰀃Filter󰀃󰀃󰀃

其Connector能量到的最大饱和功率󰀃󰀃都是28󰀃dBm󰀃PA输出的Post-loss󰀃󰀃算3󰀃dB󰀃PA的Gain为28󰀃dB󰀃

这样推算出来󰀃󰀃不管有没有SAW󰀃Filter󰀃󰀃PA󰀃input都为3󰀃dBm󰀃而SAW󰀃Filter的IL为2󰀃dB󰀃换言之󰀃󰀃󰀃

若有放SAW󰀃󰀃则收发器的输出为5󰀃dBm󰀃若无放SAW󰀃󰀃则收发器的输出为3󰀃dBm󰀃

以DA角度来讲󰀃󰀃输出功率越大󰀃󰀃线性度越差󰀃󰀃当然EVM就不好󰀃󰀃󰀃

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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50奥姆?󰀃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IL较小的SAW󰀃Filter󰀃󰀃

当然󰀃󰀃若拿掉SAW󰀃Filter󰀃󰀃对灵敏度没有影响󰀃那原则上可以拿掉󰀃󰀃󰀃

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