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听说,你测出的PA宽带噪声不对?

2023/01/15
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前阵子,被问到一个问题。就是板子上的功放宽带噪声,测试出来的结果和器件指标差别很大,差了10多dB,这是为什么?

说实话,我工作十多年,基本上没测试过PA,本来呢,好像也没啥发言权。

不过,理论永远是基础,所以,我就从我的认知出发,来判断一下为啥PA测试出来的宽带噪声与器件指标有差别。

想想一个PA,它也不是个与完全与外界隔离的,要工作,总归是要与外部发生联系的。所以,如果PA内部没有问题,比如说厂家的datasheet美化指标了,那么问题肯定出在外部。

那都有哪些呢?拍拍脑袋,我可以想到以下5点。

首先,供电电源是需要的;

其次,输入信号是需要的;

再者,功放芯片是需要以PCB为载体的;

再再者,可能还需要一些控制信号

最后,如何进行的测试也是要好好考量的。

首先,供电电源。

任何需要电源供电的器件,或多或少都会受电源的影响,也就是类似于LDO的PSSR指标。

功放当然也不例外,所以呢,可以试试改善一下电源的质量。

其次,输入信号的宽带噪声。

PA本声的宽带噪声是一方面,但是你输入信号的噪声也不能太差是不是。

也就是说,你测试得到的PA的宽带噪声,其实是有两部分组成的。

一部分呢,是PA本身的宽带噪声;另一部分呢,则来自于输入信号的宽带噪声。

所以呢,PA的输入信号的宽带噪声也要保证一下。

再者呢,PCB的设计。

PCB的设计也很关键啊。

讲一个亲身经历的例子,当时在公司做一个预言项目。

因为是预言项目,所以领导们就想预言尽可能多的东西。

其中一个,就是数字板和硬件板的合板。

最好讨论来讨论去,最后的PCB是这样布置的。

就是数字和射频单点接地,什么意思呢?

就是板子一分为二,左边放数字,右边放射频,在中间部分的每一层留一段同样宽度的铜连接。

然后我就惨了。

因为板子回来后,低频段的灵敏度差的不是一米。

把输入端往频谱仪上一接,一个大大的下坡出现了。

也就是说,低频端的底噪很差。

这可苦了我喽。想找问题,就要把射频和外界的联系都断开。

但是FPGA给射频这边有好多控制线。

只好手工把控制线连接到高电平或者低电平。

不幸中的万幸,当时在控制线上都留了电阻

当板子上布满细线后,我再上电一测,灵敏度OK了。

所以喽,不对的割地,会带来整板底噪的抬高。

因此,还要看看PCB的参考屏幕上有没有slot等,造成脏信号的回流乱窜,造成底噪的抬高。

再再者呢,控制信号。

最好的排查方法,当然就是尝试把控制信号和源端断开,然后再对比测试。

最后呢,就是测试的环境要保证OK

因为频谱仪本身也是个接收机,性能也是有极限的。

所以呢,要保证所测试的信号在频谱仪的动态范围内。

这个动态范围又分两个部分。

一呢,PA的宽带噪声的幅度是不是在频谱仪的灵敏度附近了。这个呢,也好判断,你在PA的输出端再加个衰减器,比如6dB,看看频谱仪的读数是不是也下降6dB。

二呢,你得把PA的有用信号给滤除掉,要不大小信号一起上,那不是挑战频谱仪的选择性么,何必呢?

不过呢,滤波器一般都是反射式的滤波器,所以如果反射信号直接到PA的输出端的话,也不好,特别是大功率功放,说不定会坏。

我能想到的,是要加个环行器。

以上是我的想法,欢迎功放射频工程师们过来指正哈!

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