关于LNA和Mixer接口的一个问题

sprinkler · 发表于 2009-1-11 22:04:47

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先描述一下问题讨论的前提
前提1. 在几个GHz的频率，由于GHz波长远远大于chip上版图的尺寸，因此LNA和Mixer不需要功率匹配也就是共扼匹配，采用是如低频电路的电压传输信号。
前提2.一般LNA采用电感做负载，并且和自身的固定电容、寄生电容以及下一级的mixer 的输入RF管的负载电容谐振在工作频率。

那么
1.那么Mixer RF输入管和LNA的输入阻抗需不需要进行噪声匹配？
2.如果需要优化，那么我的分析是采用前提2的情况下，噪声匹配也是达到的。
a. 由于LNA输出阻抗Gout的虚部和输入RF管的容纳相反（谐振），基本可以满足噪声匹配中的虚部相反条件[1]。
b. 只需把LNA输出阻抗Gout的实部调到和mixer输入管对应的Gopt(当然也可以调节Mixer输入管)。

当然很多commercial foundry的提供的模型中并没有包括induced gate noise，而且mixer贡献噪声并不是很大，对于一般工程实践意义不大，只是一个学术讨论呵呵。

【1】A 2.17-dB NF 5-GHz-Band Monolithic CMOS LNA With 10-mW DC Power Consumption
IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 53, NO. 3, MARCH 2005

moorehuang · 发表于 2009-1-11 22:24:28

有几点不是特别认同楼主的说法
1。在LIF或ZIF结构的mixer，flicker noise是很厉害的，对总的NF的贡献也是相当客观的。
2。我觉得靠调整mixer输入管的尺寸来实现匹配是很不靠谱的。寄生的东西，前仿、后仿和实际生产出来都差很远的。
3。如果尝试使得功率匹配的话，功率增益最大，但是电压增益会很小。这和楼主认同前提1，“采用是如低频电路的电压传输信号“是抵触的。

intercon · 发表于 2009-1-12 00:16:59

此帖甚好，顺便把搂住说的这PAPER贴出以表支持

sprinkler · 发表于 2009-1-12 10:34:56

To Moorehuang:
TT
/ @2 l7 A' O0 K5 ^) y, i' m
1。在LIF或ZIF结构的mixer，flicker noise是很厉害的，对总的NF的贡献也是相当客观的。
如我帖子里所述, 这里优化的是mixer输入RF管的噪声，正是由于flicker noise占主要因素，所以即使优化的是mixer输入RF管的噪声，获得的好处也不是很大。
当然在low-IF中，通过优化可以使得输入RF管的thermal噪声占主导（这也是我们所希望的），这时候优化意义比较大，但是就对整个receiver nf来讲，获得的改进或许不明显。
/ m) }0 g7 T5 c! ^5 S
2。我觉得靠调整mixer输入管的尺寸来实现匹配是很不靠谱的。寄生的东西，前仿、后仿和实际生产出来都差很远的。
什么叫寄生？我们定义的寄生是指除了管子引入的负载以外我们不希望的东西。如果什么东西前仿,后防，实际生产都相差很远，那还要模型干什么？不能以绝对否认相对。一个管子的输入电容容抗1/(wCgs)(最优噪声阻抗的实部就是这个容抗乘以一个系数）不是仿真和生产相差很远或者变动很大的参数，因为Cgs由Tox决定，而Tox是决定Vth的关键参数之一,工艺中一个严格控制的参数，可以去看model文件中tox的变化。
3.如果尝试使得功率匹配的话，功率增益最大，但是电压增益会很小。这和楼主认同前提1，“采用是如低频电路的电压传输信号“是抵触的。
正是由于不需要功率匹配所以需要电压传输啊，这个有什么矛盾呢？

[ 本帖最后由 sprinkler 于 2009-1-12 17:43 编辑 ]