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关于LNA和Mixer接口的一个问题

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发表于 2009-1-11 22:04:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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
发表于 2009-1-11 22:24:28 | 显示全部楼层
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。
发表于 2009-1-12 00:16:59 | 显示全部楼层
此帖甚好,顺便把搂住说的这PAPER贴出以表支持

A 2.17-dB NF 5-GHz-band monolithic CMOS LNA with 10-mW DC power consumption.pdf

800.27 KB, 下载次数: 207 , 下载积分: 资产 -2 信元, 下载支出 2 信元

 楼主| 发表于 2009-1-12 10:34:56 | 显示全部楼层

To Moorehuang

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 ]
发表于 2009-1-23 23:08:18 | 显示全部楼层
thanks
发表于 2009-1-24 05:54:36 | 显示全部楼层
LNA负载是mixer的输入电容,通常没有实部,既然没有实部怎么会有功率消耗。因此当然不必作功率匹配。但此时理论上还是可以让LNA的输出阻抗,一般是一个感性负载,和mixer的输入电容谐振,这样对最大电压传输也是有用的。
发表于 2009-1-24 07:31:03 | 显示全部楼层
It is good solution.
Thnkas!!
发表于 2009-1-25 06:47:44 | 显示全部楼层
不错,LZ说的情况适用与low-if
发表于 2009-2-2 09:48:32 | 显示全部楼层
关注一下!
发表于 2009-2-2 09:50:03 | 显示全部楼层
关注一下!
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