电流模式RX设计问题

zhangdanlu

目前RX链路包括LNA+passive mixer+TIA，仿真发现TIA中使用的运放开环增益较高时，看进TIA的输入阻抗较小(Rin≈Rf/1+A)，此时LNA的负载阻抗就较小，因此LNA级的增益较小，导致整体链路噪声系数较大。除了LNA增益减小以外，Rin较小时mixer本身的噪声也比较大。目前看来只能减小TIA中使用运放的开环增益(<20dB)，感觉比较奇怪，想问问大家设计电流模式时有没有遇到过这种问题

zhang489594357

1.第一级LNA应该称作为LNTA(射频跨导)，这一级在电容前，输出阻抗是“高阻”，它输出的信号是射频电流信号，为了提高NF，一般低噪放由两级构成，第一级电压放大，第二级输出电流，要分配好增益设计和增益步进，如果增益不合理，线性可能会有问题
2.TIA，全差分运放采用RC并联做负反馈连接，TIA本身要求输入阻抗小，这样系统线性才能等到保证，R不宜太大，K欧姆级别，Rin=R/(1+A)大概几欧~百欧姆级别，理论上运放增益越大线性约好，需要关注运放的在变频后的中频如蓝牙2M中频处的增益
3.LNTA+mixer+TIA一起仿真pac增益，电压增益，假设LNTA等效跨导为Gm，TIA反馈电阻为R，电压增益约Gm*R（理想运放）
4.上述2提到的运放在2M出的增益，需要比Gm*R的高10dB，因此对运放GBW有所要求；
5.为了通路NF，一般会用两级，高增益，低NF，只是灵敏度要求，正常使用的时候应该用的少

zhangdanlu

zhang489594357 发表于 2024-2-29 09:10
1.第一级LNA应该称作为LNTA(射频跨导)，这一级在电容前，输出阻抗是“高阻”，它输出的信号是射频电流信号 ...

谢谢谢谢您，我还有三个小问题：
1.您说LNA应该由一级高电压增益+一级gm构成，我调研的很多企业论文(如图)中确实只有一级LNA，这是什么原因呢？

2.“TIA本身要求输入阻抗小，这样系统线性才能得到保证”“运放增益越大线性越好”Rin小，系统线性度好这个该怎么理解？以及运放本身增益越大，它自身的线性度不应该就越差
3.“运放在2M出的增益，需要比Gm*R的高10dB”这句话该怎么理解呢？

                               
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zhangdanlu

zhang489594357 发表于 2024-2-29 09:10
1.第一级LNA应该称作为LNTA(射频跨导)，这一级在电容前，输出阻抗是“高阻”，它输出的信号是射频电流信号 ...

不用两级LNA行不行呀

zhang489594357

zhangdanlu 发表于 2024-2-29 12:59
不用两级LNA行不行呀

不用两级当然也可以，系统NF可能会差一些

zhang489594357

zhangdanlu 发表于 2024-2-29 12:53
谢谢谢谢您，我还有三个小问题：
1.您说LNA应该由一级高电压增益+一级gm构成，我调研的很多企业论文(如图 ...

根据你给的电路图，这个蓝牙接收电路，基本结构是匹配网络+LNTA（射频跨导，电压转电流）+电流型Mixer（最好用25%占空比本振）+TIA

1.第一级是自偏置结构的反相放大器，可以通过镜像电流偏置Pmos，本质是电压转电流；
2.TIA，目的是将信号电流转成电压输出，后级驱动gate，高阻
3.TIA为什么要低阻抗？信号电流流过这个节点（即运放的输入结点），只有Rin小，输入端电压幅度才会小，运放才工作在小信号模式
4.从TIA输出端看进去，R会印象输出阻抗，让运放的开环增益下降，它就不是一个理想的运放了，就无法保证运放输入正负端的“虚短”
5.仿真RX通路电压增益，采用pss+pac仿真，系统设计变频增益如40dB甚至50dB,后续LPF提供30db增益？要如何实现呢？
射频RX是一个系统，需要理解每一个SPEC设定

lxu991061325

整个链路的增益约为gm*Rf，而且从LNA看到的TIA的阻抗，还要经过Mixer变频，要是单纯为了增加LNA看到的阻抗，还不如在TIA输入加电阻呢，你TIA的增益做的那么低，线性度可以满足要求吗？

千年白菜精

是不是和LNA结构有关系，电压模的LNA需要在后面做一级Gm；电流模LNA直接接mixer

zhangdanlu

lxu991061325 发表于 2024-2-29 17:16
整个链路的增益约为gm*Rf，而且从LNA看到的TIA的阻抗，还要经过Mixer变频，要是单纯为了增加LNA看到的阻抗 ...

直接串联电阻会产生非常大的噪声(相当于mixer内阻很大)，据我仿真来看，只要Rf小，线性度还可以

flq841000162

想请问下楼主解决了吗，我也有这个困扰现在