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VCO_Pulling对于零中频发射机之相位误差的危害

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标签： VCO PULLING

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由于现今智能手机要求的 RF 功能越来越多，这连带使得零件数目越来越多，且越来越要求轻薄短小1，而零中频架构，由于具备了低成本，低复杂度，以及高整合度，这使得零中频架构的收发器，在手持装置，越来越受欢迎2但连带也有一些缺失，其中一项便是所谓的 VCO Pulling，如下图36 在零中频架构中，因为主频讯号的频率与 LO 相同，所以有可能会泄漏并造成干扰，而整个发射路径中，最可能的泄漏来源为 PA 输出端与天线端，因为 PA 输出端的能量最强，因此会以传导方式干扰，而天线端则是会直接以辐射方式干扰，使调变精确度下降，导致相位误差，频率误差，以及 EVM 都会有所劣化6 1 由于 PA 的输入功率范围一向很广，以 RFMD 的 RF3225 为例，其输入功率范围为 0 dBm 6 dBm，这表示收发器的输出功率，即便扣掉 Mismatch Loss 与 Insertion Loss，仍符合 PA 的输入功率范围，因此一般而言，较少调校此处的匹配然而 PA 的输入端，其实也是 DADriver Amplifier的 Loadpu......

由于现今智½手机要求的

功½越来越多，这连带½得零件数目越来越多，且

越来越要求½薄短小[1]，而零中频架构，由于具备了½成本，½复杂度，以及

高整合度，这½得零中频架构的收发器，在手持装½，越来越受欢迎[2]。½连

带也有一些缺失，其中一项便是所谓的

VCO Pulling，如下图[3-6] :

在零中频架构中，因为主频讯号的频率与

相同，所以有可½会泄漏并造成干

扰，而整个发射路径中，最可½的泄漏来源为

输出端与天线端，因为

输

出端的½量最强，

因此会以传导方式干扰，

而天线端则是会直接以辐射方式干扰，

½调变精确度下降，导致相½误差，频率误差，以及

EVM

½会有所劣化[6]。

由于

的输入功率范围一向很广，以

RFMD

的

RF3225

为例，其输入功率范围

为

0 dBm ~ 6 dBm，这表示收发器的输出功率，即便扣掉 Mismatch Loss

与

Insertion Loss，仍符合 PA

的输入功率范围，因此一般而言，较少调校此处的匹

配。然而

的输入端，其实也是

DA(Driver Amplifier)的 Load-pull，因此这部

分的匹配若没调校½，会½

的线性度不够，导致在

输入端，发射性½已

经不½，再加上

是主要的非线性贡献者，如此便会导致

输出端的发射性

½更差[8]。

除此之外，这部分的匹配若没调校½，会因反射而干扰

VCO，导致调变精确度下

降，如下图[6]

而

输入端的匹配电路，

其摆放½½需依平台而定，

例如若为

MTK

的

MT6252，

则需靠近收发器，½若为高通的

WTR1605L，则需靠近 PA[8-9]。

由[10]可知，像

WCDMA

这种会用到振幅调变的讯号，只½用线性

½放大，

亦即在升频过程中，是采用所谓的

I/Q Modulation，如下图[11] :

I/Q Modulation是直接将数字讯号的I/Q讯号，直接升频成RF讯号，因此容易在

混波过程中，

产生带外噪声，

若带外噪声被PA放大，

进而增加LNA的Noise

Floor，

会导致灵敏度变差。换句话说，WCDMA接收端的灵敏度，除了会因Tx

Leakage

而劣化[13]，也会因被PA放大的带外噪声而变差[1]。

除此之外，因为GPS接收的是-150

dBm以下，极微弱的讯号，因此½WCDMA与

GPS功½同时开启时，被PA放大的带外噪声，有可½会½响到GPS[1] :

因此通常多半会在PA输入端，添加SAW

Filter。½在成本与空间的考虑下，越来

越倾向将SAW

Filter拿掉[1]，

而由[14]得知，

若收发器内部设计得宜，

即便无SAW

Filter，其灵敏度也不会太差。

因此在一些电路设计上，会看到以

奥姆电阻½切换的设计，例如高通的

WTR1605L，在 WCDMA

的发射端部分，其

SAW Filter

会再额外多接一个传输路

径，

R2615

不放组件时，

其发射讯号会经过

U2603

这颗

SAW Filter， R2615

放

奥姆时，

其发射讯号并不会经过

U2603

这颗

SAW Filter，

而是直接透过

R2615

传输过去[15]。

然而有时会遇到的问题是，½

R2615

放

奥姆时，其相½误差与

EVM

会变差，

此时可½有人会认为是

SAW Filter

的关系，

½这是个误解，

因为相½误差与

EVM，

½是带内噪声，而

SAW Filter

是用来抑制带外噪声，换言之，SAW

Filter

无法改

善相½误差与

EVM，相反地，若 SAW Filter

的

Group Delay

过大，会导致信号有

所失真，进而劣化

EVM[1]。

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